ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam đang trên đà phát triển không ngừng về mọi mặt nhằm đạt mục tiêu chiến lƣợc là trở thành một nƣớc công nghiệp tiên tiến vào năm 2020. Song song với các hoạt động để đạt mục tiêu đó, một trong những nhiệm vụ không thể thiếu phần quan trọng là bảo vệ môi trƣờng và phát triển bền vững nền kinh tế. Các khu công nghiệp (KCN) ở nƣớc ta đều là những ngành công nghiệp có mạng lƣới sản xuất rộng, qui mô lớn với nhiều ngành nghề sản xuất khác nhau, gần đây có tốc độ tăng trƣởng kinh tế rất cao. Tuy nhiên tăng trƣởng kinh tế của các ngành mới chỉ là điều kiện cần nhƣng chƣa đủ cho sự phát triển.
Sản xuất càng phát triển thì lƣợng chất thải phát sinh càng lớn tiềm ẩn nhiều mối nguy hại. Từ đó, có thể kết luận rằng tƣơng lai phát triển các KCN tập trung sẽ dẫn tới tổng lƣợng nƣớc thải từ các KCN tăng lên rất nhiều lần với tải lƣợng ô nhiễm khổng lồ, vƣợt quá khả năng tự làm sạch của nguồn, hủy hoại môi trƣờng nƣớc mặt tự nhiên. Do đó, nếu không áp dụng các phƣơng án xử lý ô nhiễm thích hợp và hiệu quả thì các chất thải phát sinh sẽ gây tác động nghiêm trọng tới môi trƣờng và sức khỏe ngƣời dân trong khu vực. Để phát triển kinh tế mà không làm suy thoái chất lƣợng môi trƣờng đặc biệt là môi trƣờng nƣớc thì việc xây dựng các trạm xử lý nƣớc thải phù hợp với công suất tại các khu công nghiệp là cần thiết cho việc phát triển bền vững kinh tế đất nƣớc.
Chính những lý do đó, đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung tại khu công nghiệp Lương Sơn, Hòa Bình công suất 3000 m3/ngày.đêm” đã đƣợc thực hiện. 3 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm nƣớc thải Nƣớc thải là nƣớc đã đƣợc thải ra sau khi đã sử dụng hoặc đƣợc tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó[10]. Nƣớc thải là nƣớc đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất do sử dụng hoặc do các hoạt động của con ngƣời xả vào hệ thống thoát nƣớc hoặc ra môi trƣờng[11].
Phân loại nƣớc thải Để hiểu và lựa chọn công nghệ xừ lý nƣớc thải cần phải phân biệt các loại nƣớc thải khác nhau. Sau đây là 3 loại nƣớc thải đƣợc phân chia dựa trên mục đích sử dụng và cách xả thải khác nhau[1]. Nƣớc thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh họat là nƣớc đƣợc thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân,… chúng thƣờng đƣợc thải ra từ các các căn hộ, cơ quan, trƣờng học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác. Lƣợng nƣớc thải sinh họat của khu dân cƣ phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nƣớc và đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc[1].
Thành phần của nƣớc thải sinh họat gồm 2 loại: - Nƣớc thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con ngƣời từ các phòng vệ sinh - Nƣớc thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nƣớc thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngòai ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất hữu cơ chứa trong nƣớc thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất nhƣ protein (40 – 50%); hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đƣờng và xenlulo; và các chất béo (5 -10%). Nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh họat dao động trong khỏang 150 – 450% mg/l theo trọng lƣợng khô.
Có 4 khỏang 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân cƣ đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nƣớc thải sinh hoạt không đƣợc xử lý là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng[9]. Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào mức sống và các thói quen của ngƣời dân, có thể ƣớc tính bằng 80% lƣợng nƣớc đƣợc cấp. Giữa lƣợng nƣớc thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các chất lắng hoặc BOD5 có một mối tƣơng quan nhất định.
Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu ngƣời ở điều kiện ở Đức với nhu cầu cấp nƣớc 150 l/ngày đƣợc trình bày trong bảng 1. Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu ngƣời Đơn vị tính: g/người.ngày Tổng thải Chất thải Chất thải STT Các chất chất thải hữu cơ vô cơ 1 Tổng lƣợng chất thải 190 110 80 2 Các chất tan 100 50 50 3 Các chất không tan 90 60 30 4 Chất lắng 60 40 20 5 Chất lơ lửng 30 20 10 (Nguồn: Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Lâm Vĩnh Sơn,2008) Một tính chất đặc trƣng nữa của nƣớc thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. Nƣớc thải công nghiệp Nƣớc thải công nghiệp là loại nƣớc thải sau quá trình sản xuất, phục thuộc loại hình công nghiệp.
Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nƣớc thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn. Trong công nghiệp, nƣớc đƣợc sử dụng nhƣ là 1 loại nguyên liệu thô hay phƣơng tiện sản xuất (nƣớc cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt. Nƣớc cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nƣớc sinh hoạt chung hoặc lấy trực tiếp từ nguồn nƣớc ngầm hay nƣớc mặt nếu xí nghiệp có hệ thống 5 xử lý riêng. Nhu cầu về cấp nƣớc và lƣu lƣợng nƣớc thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Lƣu lƣợng nƣớc thải của các xí nghiệp công nghiệp đƣợc xác định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm đƣợc sản xuất[9].2 Lƣu lƣợng nƣớc thải trong 1 số ngành công nghiệp Đơn vị Lƣu lƣợng STT Ngành công nghiệp Tính cho tính nƣớc thải 1 Sản xuất bia 1 lít bia l 5,65 1 tấn củ cải 2 Tinh chế đƣờng đƣờng m3 10 – 20 3 Sản xuất bơ sữa 1 tấn sữa l 5–6 Sản xuất xà phòng và 4 - - - chất tẩy rữa Sản xuất nƣớc khoáng và 5 - - - nƣớc chanh Nhà máy đồ hộp rau quả 1 tấn sản 6 - 4,5 – 5,5 phẩm 7 Giấy - - - 8 Giấy trắng 1 tấn - - 9 Giấy không tẩy trắng 1 tấn - - Dệt sợi nhân tạo 1 tấn sản 10 m3 100 phẩm 11 Xí nghiệp tẩy trắng 1 tấn sợi m3 1000 - 4000 (Nguồn: Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – ThS. Nƣớc thải là nƣớc mƣa Đây là lọai nƣớc thải sau khi mƣa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo các chất cặn bã, dầu mỡ,… khi đi vào hệ thống thoát nƣớc. Những nơi có mạng lƣới cống thoát riêng biệt: mạng lƣới cống thoát nƣớc thải riêng với mạng lƣới cống thoát nƣớc mƣa. Nƣớc thải đi về nhà máy xử lý 6 gồm: nƣớc sinh hoạt, nƣớc công nghiệp và nƣớc ngầm thâm nhập, nếu sau những trận mƣa lớn không có hiện tƣợng ngập úng cục bộ, nếu có nƣớc mƣa có thể tràn qua nắp đậy các hố ga chảy vào hệ thống thoát nƣớc thải.
Lƣợng nƣớc thâm nhập do thấm từ nƣớc ngầm và nƣớc mƣa có thể lên tới 470m3/ha. Trong đô thị nƣớc thải sinh hoạt thƣờng trộn chung với nƣớc thải sản xuất và gọi chung là nƣớc thải đô thị. Nơi có mạng cống chung vừa thoát nƣớc thải vừa thoát nƣớc mƣa. Đây là trƣờng hợp hầu hết ở các thị trấn, thị xã, thành phố của nƣớc ta.
Lƣợng nƣớc chảy về nhà máy gồm nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp, nƣớc ngầm thâm nhập và một phần nƣớc mƣa. Nếu tính gần đúng, nƣớc thải đô thị gồm khoảng 50% là nƣớc thải sinh hoạt, 14% là các loại nƣớc thấm, 36% là nƣớc thải sản xuất. Lƣu lƣợng nƣớc thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tính chất đặc trƣng của thành phố. Khoảng 65-85% lƣợng nƣớc cấp cho một nguồn trở thành nƣớc thải.
Lƣu lƣợng và hàm lƣợng các chất thải của nƣớc thải đô thị thƣờng dao động trong phạm vi rất lớn. Lƣu lƣợng nƣớc thải của các thành phố nhỏ biến động từ 20% QTB- 250% QTB. Lƣu lƣợng nƣớc thải của các thành phố lớn biến động từ 50% QTB- 200% QTB. Lƣu lƣợng nƣớc thải lớn nhất trong ngày vào lúc 10-12h trƣa và thấp nhất vào lúc khoảng 5h sáng.
Lƣu lƣợng và tính chất nƣớc thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần đƣợc tính đến khi đánh giá sự biến động lƣu lƣợng và nồng độ chất gây ô nhiễm[9]. Thành phần, tính chất nƣớc thải KCN Nƣớc thải sản xuất (công nghiệp) bao gồm: + Nƣớc thải từ các khâu sản xuất. + Nƣớc vệ sinh máy móc, thiết bị, nhà xƣởng. + Nƣớc thải từ các hệ thống xử lý khí thải.
Nƣớc mƣa chảy tràn Nƣớc mƣa chảy tràn có thể cuốn theo các mảnh vụn, dầu, mỡ, đất, rác.Thành phần của nƣớc mƣa chảy tràn phụ tuộc vào tình trạng nhà vệ sinh trong KCN và nói chung thành phần các chất ô nhiễm trong nƣớc mƣa là không 7 đáng kể nên chúng sẽ đƣợc tách riêng theo hệ thống tuyến nƣớc mƣa của KCN và chảy thẳng ra mƣơng. Nƣớc thải sinh hoạt Bên cạnh nguồn nƣớc thải sản xuất còn có lƣợng đáng kể nƣớc thải sinh hoạt. Thành phần chủ yếu của nƣớc thải sinh hoạt là các chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng, các vi khuẩn. Lƣu lƣợng nƣớc thải sinh hoạt từ các cơ sở, nhà máy trong KCN đƣợcN tính trên cơ sở lƣợng nƣớc tiêu thụ bình quân 50-100 l/ngƣời/ngày.
Thành phần: Dầu mỡ, SS, chất hoạt động bề mặt, Nito, Coliform,… Nhìn chung nƣớc thải sinh hoạt trong KCN đƣợc xếp vào loại có nồng độ chất ô nhiễm trung bình. Nguồn nƣớc thải sinh hoạt này đƣợc gom chung với nƣớc thải sản xuất về hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung. Tác động của nƣớc thải đến môi trƣờng Do trong KCN gồm nhiều loại hình công nghiệp khác nhau nên thành phần, tính chất nƣớc thải và chế độ thải nƣớc rất khác nhau. Nếu không xử lý cục bộ mà chảy chung vào đƣờng cống thoát nƣớc, các loại nƣớc thải này sẽ gây ra hƣ hỏng đƣờng ống, cống thoát nƣớc.