ĐẶT VẤN ĐỀ Nước thải sinh hoạt là một vấn đề quan trọng cho những thành phố lớn và đông dân cư, nhất là đối với các quốc gia đang phát triển, vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình trạng thô sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẳng, Cần Thơ v.v…Việc xử lý hiệu quả nước thải sinh hoạt hầu như không thể thực hiện được. Nghĩa Hương là một xã thuộc huyện Quốc Oai đã và đang chịu ảnh hưởng từ nguồn nước thải sinh hoạt gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân quanh khu vực. Với áp lực dân số tăng nhanh theo hàng năm làm cho nước thải sinh hoạt thải ra môi trường ngày càng nhiều. Với mong muốn môi trường sống ngày càng được cải thiện, việc quản lý nước thải sinh hoạt ngày càng cấp bách hơn để đảm bảo vệ sinh môi trường và an toàn sức khỏe cho người dân.
Chính vì thế tôi đã thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoại tại xã Nghĩa Hương, huyện Quốc Oai, thành phố Hà Nội”. 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm -Khái niệm nước thải: Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng.[14] -Nước thải sinh hoạt: là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt của cộng đồng: tắm, 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. Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các chạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải sinh hoạt thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự thấm.[14] -Hệ thống thoát nước thải bao gồm mạng lưới cống, kênh mương thu gom và chuyển tải, hồ điều hoà, các công trình đầu mối (trạm bơm, nhà máy xử lý, cửa xả.) và phụ trợ khác nhằm mục đích thu gom, tiêu thoát và xử lý nước thải. Thành phần và đặc tính nƣớc thải sinh hoạt 1.
Thành phần nước thải sinh hoạt - Thành phần và tính chất của nước thải phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc nước thải. Đặc điểm chung 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% chất vô cơ , ngoài ra nước thải sinh hoạt còn chứa nhiều các vi sinh vật gây bệnh và các độc tố của chúng. Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là các vi khuẩn và vi rút gây bệnh như : các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn… [13] - Thành phần nước thải chia làm 2 nhóm chính: Thành phần vật lý 2 Thành phần hóa học + Thành phần vật lý : biểu thị dạng các chất bẩn có trong nước thải ở các kích thước khác nhau, được chia thành 3 nhóm Nhóm 1: gồm các chất không tan chứa trong nước thải dạng thô, ở dạng lơ lửng và ở dạng huyền phù, nhũ tương, bọt Nhóm 2: gồm các chất bẩn dạng keo Nhóm 3: gồm các chất bẩn dạng hòa tan, chúng có thể ở dạng ion hoặc phân tử + Thành phần hóa học: Biểu thị dạng các chất bẩn trong nước thải có các tính chất hóa học khác nhau, được chia thành 3 nhóm Thành phần vô cơ: cát, sét, sỉ, axit vô cơ, các ion của muối phân ly… Thành phần hữu cơ: Các chất có nguồn gốc từ động vật , thực vật, cặn bã bài tiết Thành phần sinh học: nấm men, nấm mốc, tảo, vi khuẩn…[13] 1.
Tính chất nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt thông thường chiếm khoảng 80% lượng nước được cấp cho sinh hoạt. 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 gây bệnh rất nguy hiểm. Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt giao động khoảng 150- 450mg/l theo trọng lượng khô. Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học.
Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lí thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.1: Các chất ô nhiễm nghiêm trọng trong nƣớc thải sinh hoạt STT Chất gây ô nhiễm Ảnh hƣởng tới môi trƣờng 1 Các chất rắn lơ Tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải lửng chưa xử lí được thải vào môi trường 2 Các chất hữu cơ Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo. có thể phân hủy Thường được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD.Nếu thải bằng con đường thẳng vào nguồn nước quá trình phân hủy sinh học sẽ sinh học làm suy kiệt oxy hòa tan của nguồn nước 3 Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải 4 Các dưỡng chất N và P cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật. Khi được thải vào nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự phát triển của các loài không mong đợi. Khi thải ra với số lượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm 5 Các chất ô nhiễm Các hợp chất hữu cơ hay vô cơ có khả năng gây ung nguy hại thư, biến dị, thai dị dạng và gây độc cấp tính 6 Các chất hữu cơ Không thể xử lí được bằng các biện pháp thông thường khó phân hủy 7 Kim loại nặng Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần loại bỏ khi tái sử dụng nước thải.
Một số ion kim loại ức chế các quá trình xử lí sinh học 8 Chất vô cơ hòa tan Hạn chế xử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp 9 Nhiệt năng Làm giảm khả năng bão hòa oxy trong nước và thúc đẩy sự phát triển của thủy sinh vật 10 Ion hydrogen Có khả năng gây nguy hại cho TSV (Nguồn:http://nuocsinhhoat.com/nuoc-thai-sinh-hoat-la-gi. Tác hại đến môi trường Tác hại đến môi trường của nước thải sinh hoạt do các thành phần ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra 4 COD,BOD : sự khoáng hóa ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước. Nếu ô nhiễm quá mức, điều kiện yếm khí có thể hình thành. Trong quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm làm cho nước có mùi hôi thối và làm giảm pH môi trường SS : lắng đọng ở nguồn tiếp nhận gây điều kiện yếm khí Nhiệt độ : nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường không ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật nước Vi trùng gây bệnh : gây ra các bệnh lan truyền bằng đường nước như tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da Màu : mất mỹ quan Dầu mỡ : gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy trên bề mặt Ammonia,P : đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng.
Nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa ( sự phát triển bùng phát của các loại tảo làm cho nồng độ oxy trong nước rất thấp vào ban đêm gây ngạt thở và diệt vong các sinh vật, trong khi đó nồng độ oxy ban ngày rất cao do quá trình hô hấp của tảo thải ra) 1. Các chỉ tiêu cơ bản về chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt 1. Các chỉ tiêu lí học Đặc tính lí học quan trọng nhất của nước thải sinh hoạt gồm: chất rắn tổng cộng, mùi, nhiệt độ, màu và độ đục Chất rắn : chất rắn trong nước bao gồm các chất rắn lơ lửng , chất rắn có khả năng lắng, các hạt keo và chất rắn hòa tan. Tổng các chất rắn trong nước thải sinh hoạt là phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ 103- 105◦C.
Các chất bay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn. Tổng các chất rắn được biểu thị bằng đơn vị mg/l. Trong nước thải sinh hoạt có khoảng 40-65% chất rắn nằm ở trạng thái lơ lửng. [13] Tổng các chất rắn có thể chia ra làm 2 phần: chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan Hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng cách lọc một thể tích xác định mẫu nước thải qua giấy lọc và sấy giấy lọc ở 105◦C đến khối lượng không đổi.
5 Độ chênh lệch khối lượng giữa giấy lọc trước khi lọc mẫu và sau khi lọc mẫu trong cùng một điều kiện cần chính là lượng chất lơ lửng có trong một thể tích mẫu đã được xác định, phần cặn trên giấy lọc được đốt cháy thì các chất rắn dễ bị bay hơi bị cháy hoàn toàn. Các chất rắn bị bay hơi được xem như là phần vật chất hữu cơ [13] Mùi : Việc xác định mùi của nước thải sinh hoạt ngày càng trở nên nghiêm trọng. Đặc biệt là các phản ứng gay gắt của dân chúng đối với công trình xử lí nước thải không được vận hành tốt. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới các điều kiện yếm khí [13] Nhiệt độ : Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường cao hơn so với nhiệt độ của nước cấp do việc xả ra các dòng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại và nhiệt độ của nước thải thường thấp hơn không khí.
Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt là một trong những thông số quan trọng bởi vì phần lớn các sơ đồ xử lí nước đều ứng dụng quá trình xử lí sinh học mà quá trình đó thường bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ.