Đề tài Khảo sát và đánh giá hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Phước Hiệp

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (((((( Tp.HCM, ngày tháng năm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (((((( Tp.HCM, ngày tháng năm LỜI CẢM ƠN ---(((--- Qua khoảng thời gian học tại trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức bổ ích về khoa học công nghệ, kỹ thuật và xã hội. Chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Kỹ Thuật Hóa Học đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức chuyên môn, các kinh nghiệm trong các buổi thực hành và các chuyến đi thực tập nhà máy trong suốt thời gian qua. Đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật Hóa Vô Cơ đã truyền đạt những kiến thức chuyên sâu về chuyên ngành và giúp đỡ chúng tôi tận tình trong suốt thời gian theo học cũng như thời gian làm luận văn. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô phòng Thí Nghiệm Vô Cơ đã cung cấp thiết bị và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi hoàn thành luận văn. Đặc biệt, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.Hoàng Đông Nam, là người đã tận tình trực tiếp hướng dẫn chúng tôi từng bước một và luôn khuyến khích động viên chúng tôi trong suốt thời gian làm luận văn. Cuối cùng, lời cảm ơn xin được gửi tới gia đình và bạn bè thân yêu, là nguồn động viên tích cực, đã luôn chia sẻ và hỗ trợ chúng tôi hoàn thành luận văn này. Một lần nữa chúng tôi xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày tháng năm Nguyễn Phi Phú Nguyễn Ngọc Phương Thảo LỜI NÓI ĐẦU ---(((--- Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta, cuộc sống người dân đã dần được cải thiện rõ rệt, đồng thời tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và còn nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời. Đối với môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người. Ngày nay vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư. Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhằm mục đích tìm hiểu góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, chúng tôi chọn đề tài “KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP PHƯỚC HIỆP“. Qua đó, chúng tôi trình bày một cách cô đọng những hiểu biết về thực trạng ô nhiễm nguồn nước, một số phương pháp xử lý nước hiện nay và sau đó khảo sát, đánh giá hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp Phước Hiệp. Với sự cố gắng thực sự khi nghiên cứu một vấn đề nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp ý kiến quý báu của quý thầy cô và các bạn. MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI CẢM ƠN iii LỜI NÓI ĐẦU iv MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1.1 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2 1.1.1 Các vấn đề môi trường trên thế giới 2 1.1.2 Các vấn đề môi trường Việt Nam 3 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 6 1.2.1 Khái niệm nước thải 6 1.2.2 Phương pháp xứ lý nước ô nhiễm 10 1.3 CÁC YẾU TỐ ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM NƯỚC 28 CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 32 2.1 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 33 2.1.1 Yêu cầu của luận văn 33 2.1.2 Nội dung tiến hành nghiên cứu 33 2.2 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ BẢO QUẢN MẪU 33 2.2.1 Chọn bình chứa mẫu 33 2.2.2 Nơi lấy mẫu 33 2.2.3 Các thiết bị lấy mẫu 34 2.2.4 Thời gian lấy mẫu 35 2.2.5 Bảo quản, vận chuyển và lưu trữ mẫu 35 2.2.6 Các chỉ tiêu ô nhiễm cần phân tích 35 2.3 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI 35 2.3.1 Xác định nhu cầu oxy hóa học COD 35 2.3.2 Phân tích hàm lượng cặn SS 39 2.3.3 Xác định nhu cầu oxy sinh hóa BOD 40 2.3.4 Xác định hàm lượng NO2- 40 2.3.5 Xác định hàm lượng Nitrate NO3- 42 2.3.6 Xác định hàm lượng Orthophosphate PO43- 44 2.3.7 Xác định hàm lượng NH3 44 2.4 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 44 2.4.1 Xây dựng đường chuẩn trong phân tích COD 44 2.4.2 Xây dựng đường chuẩn trong phân tích hàm lượng NO3- 46 2.4.3 Xây dựng đường chuẩn trong phân tích hàm lượng NO2- 48 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 50 3.1 TỔNG QUAN VỀ KHU CÔNG NGHIỆP PHƯỚC HIỆP 51 3.2 KHẢO SÁT TỔNG QUÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP PHƯỚC HIỆP 51 3.2.1 Hệ thống thoát nước 51 3.2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải 51 3.2.3 Đánh giá chất lượng nước thải đầu vào hệ thống xử lý 54 3.2.4 Các thông số thiết kế 55 3.3 ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỦA TỪNG BỂ 57 3.3.1 Bể trộn hóa chất thực hiện phản ứng keo tụ 57 3.3.2 Bể tuyển nổi 58 3.3.3 Bể Aerotank 58 3.3.4 Bể lắng đứng: 61 3.3.5 Bể chứa và nén bùn: 62 3.4 PHÂN TÍCH COD TRONG MẪU NƯỚC THẢI THEO TUẦN 62 3.5 ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG HỢP CHẤT NITƠ TRONG MẪU NƯỚC THẢI THEO TUẦN 68 3.5.1 Kết quả phân tích hàm lượng hợp chất nitơ trong mẫu nước thải theo tuần từ đầu vào hệ thống đến đầu ra bể lắng đứng. 68 3.5.2 Kết quả phân tích hàm lượng hợp chất nitơ trong mẫu nước thải hồ sinh học theo tuần. 70 3.6 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG BOD5 TRONG HỒ SINH HỌC 73 3.7 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG PO43- TRONG HỒ SINH HỌC 74 3.8 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG Fe3+ 75 3.9 ĐÁNH GIÁ ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG 75 3.9.1 Đánh giá những kết quả bất thường của hệ thống 75 3.9.2 Ưu điểm 76 3.9.3 Nhược điểm và cách khắc phục 76 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Chỉ tiêu COD trong một số loại nước nguồn và nước thải theo các tiêu chuẩn môi trường TCVN năm 1995. 36 Bảng 2.2: Bảng pha dãy dung dịch KHP chuẩn 38 Bảng 2.3: Các bước thiết lập mẫu chuẩn để phân tích nitrite bằng phương pháp Griess llosvay, Diazonium. 41 Bảng 2.4: Các bước thiết lập mẫu chuẩn để phân tích nitrate bằng phương pháp Salicilate. 43 Bảng 2.5: Bảng pha dãy dung dịch chuẩn KHP 44 Bảng 2.6: Kết quả đo độ hấp thu A của dãy dung dịch chuẩn KHP 45 Bảng 2.7: Bảng pha dãy dung dịch chuẩn phân tích NO3- 46 Bảng 2.8: Kết quả đo độ hấp thu A của dãy dung dịch chuẩn phân tích NO3- 47 Bảng 2.9: Bảng pha dãy dung dịch chuẩn phân tích NO2- 48 Bảng 2.10: Kết quả đo độ hấp thu A của dãy dung dịch chuẩn phân tích NO2- 48 Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu cỏ hồ sinh học (cỏ Lông Tây). 54 Bảng 3.2: Sự biến đổi hàm lượng chất hữu cơ COD của đầu vào hệ thống xử lý trong ngày. 55 Bảng 3.3: Danh mục máy móc – thiết bị phục vụ cho nhu cầu xử lý nước thải. 57 Bảng 3.4: Danh mục nhu cầu hóa chất hằng năm của hệ thống. 57 Bảng 3.5: Kết quả phân tích COD (mg/l) trong mẫu nước thải theo tuần 63 Bảng 3.6: Kết quả phân tích NO3- (mg/l) trong mẫu nước thải theo tuần từ đầu vào hệ thống đến đầu ra bể lắng đứng. 68 Bảng 3.7: Kết quả phân tích hàm lượng NH3 (mg/l) trong mẫu nước thải theo tuần từ đầu vào hệ thống đến đầu ra bể lắng đứng. 68 Bảng 3.8: giá trị trung bình của hàm lượng NO3- và NH3 trong mẫu nước thải theo tuần từ đầu vào hệ thống đến đầu ra bể lắng đứng. 69 Bảng 3.9: Kết quả phân tích NO3- (mg/l) trong mẫu nước thải hồ sinh học theo tuần. 71 Bảng 3.10: Kết quả phân tích hàm lượng NH3 (mg/l) trong mẫu nước thải hồ sinh học theo tuần. 71 Bảng 3.11: Giá trị trung bình của hàm lượng NO3- và NH3 trong mẫu nước thải hồ sinh học theo tuần. 71 Bảng 3.12: Kết quả phân tích hàm lượng BOD5 (mg/l) trong hồ sinh học. 74 Bảng 3.13: Kết quả phân tích hàm lượng PO43- (mg/l) trong hồ sinh học. 74 Bảng 3.14: Kết quả phân tích hàm lượng sắt Fe3+ 75 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Thành phần các chất bẩn trong nước thải sinh hoạt 10 Hình 1.2: Sơ đồ cấp nước tuần hoàn 11 Hình 1.3: Sơ đồ hoạt động của bể hiếu khí aerotank 16 Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ COD trong nước thải. 45 Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ KNO3 trong nước thải. 47 Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ NaNO2 trong nước thải. 49 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 52 Hình 3.2: Cỏ Lông Tây 54 Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn sự biến đổi hàm lượng chất hữu cơ COD qua các công đoạn của hệ thống. 64 Hình 3.4: Đồ thị mô tả sự thay đổi hàm lượng hợp chất nitơ trong mẫu nước thải theo tuần từ đầu vào hệ thống đến đầu ra bể lắng đứng. 69 Hình 3.5: Đồ thị mô tả sự thay đổi hàm lượng hợp chất nitơ trong mẫu nước thải hồ sinh học theo tuần. 72 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học. BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá. VSV : Vi sinh vật. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Các vấn đề môi trường trên thế giới Vài thập niên gần đây, khủng hoảng môi trường trầm trọng hơn. Theo một báo cáo quan trọng hàng đầu của Liên Hiệp Quốc về môi trường (UNEP), sự ô nhiễm không khí và nước trên thế giới tiếp tục gia tăng, theo đó sự phá rừng mở rộng diện tích sa mạc, sự giảm sức sản xuất nông nghiệp, tỉ lệ gia tăng dân số quá nhanh trong lịch sử nhân loại. Sự tàn phá đó đã dẫn đến tầm vóc hành tinh và bao gồm sự giảm tầng ozone, sự thay đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu, sự gia tăng chất thải độc hại và sự tuyệt chủng của hàng loạt sinh vật. Trong đó, những năm thập niên 60 của thế kỷ 20, ô nhiễm nước đang với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Khoảng một nửa các sông trên thế giới bị cạn kiệt nghiêm trọng và bị ô nhiễm. 60% trong số 227 con sông lớn nhất thế giới bị chia cắt ở mức cao và trung bình do xây dựng các đập và các công trình kỹ thuật khác. Để đáp ứng các lợi ích gồm tăng sản lượng lương thực và thủy điện. Song các thiệt hại không thể khôi phục lại xảy ra đối với các vùng đất ngập nước và các hệ sinh thái khác. Từ những năm thập kỷ 50, đã có 40-80 triệu người đã phải di dời. Một phần ba dân số thế giới – tương đương 2 tỷ người phụ thuộc vào các nguồn cung cấp nước ngầm. Ở một số nước như các vùng của Ấn Độ, Trung Quốc, Tây Á, gồm Bán đảo Arabia, Liên Xô cũ và phía Tây nước Mỹ, các mực nước ngầm hạ xuống là kết quả của sự khai thác quá mức nguồn nước này. Bơm hút quá mức có thể dẫn đến sự xâm nhập mặn ở các vùng ven biển. Ví dụ, nhiễm mặn đã lấn sâu vào đất liền hơn 10 km ở Madras - Ấn Độ trong những năm gần đây. Gần 80 nước, chiếm tới 40% dân số thế giới đang trong tình trạng thiếu nước nghiêm trọng kể từ giữa thập kỷ 90. Có khoảng 1,1 tỷ người không có nước sạch an toàn và 2,4 tỷ người được hưởng các điều kiện vệ sinh đã được cải thiện, chủ yếu ở Châu Phi và Châu Á. Tuy nhiên, tỷ lệ người dân có được các nguồn cấp nước đã được cải thiện mới chỉ tăng từ 4,1 tỷ người, chiếm 79% dân số thế giới (năm 1990) đến 4,9 tỷ người, chiếm 82% dân số thế giới (năm 2000). Thiệt hại do các bệnh liên quan đến nước lại thật sự tăng nhanh. Hai tỷ người chịu rủi ro vì bệnh sốt rét, trong đó 100 triệu người có thể bị ảnh hưởng bất cứ lúc nào và hàng năm số người tử vong vì căn bệnh này là 2 triệu người. Ngoài ra, có khoảng 4 tỷ trường hợp khác bị mắc bệnh tiêu chảy và số tử vong hàng năm là 2,2 triệu người. Các bệnh lây nhiễm đường ruột do giun làm khổ sở 10% dân số ở các nước đang phát triển. Có tới 6 triệu người bị mù do bệnh đau mắt hột. Khoảng 200 triệu người khác bị ảnh hưởng do bệnh sán máng là nguyên nhân gây bệnh giun trong máu ở người. Các vấn đề môi trường Việt Nam Nước ta có một nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với mức độ nghiêm trọng khác nhau. Năm 1990, Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 5 thành phố trực thuộc trung ương. Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người chiếm 20%, năm 1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45%. Sự phát triển các đô thị cùng với việc gia tăng tỷ lệ dân số đô thị gây áp lực rất lớn đến môi trường đô thị. Bên cạnh sự phát triển mạnh ngành công nghiệp một mặt góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế nhưng lại gây ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng. Nước dùng sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị nước ta. Tại thành phố Hồ Chí Minh, mỗi ngày thành phố có 600.000m3 nước thải nhưng chỉ có khoảng 60% lượng nước này được xử lý sơ bộ và thải vào hệ thống chung nên tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng tăng. Sở dĩ có tình trạng này là do trước đây nhiều cơ sở sản xuất chưa quan tâm đúng mức đến vấn đề nước thải, khí thải. Hiện nay, tình trạng ô nhiễm môi trường tại các khu công nghiệp đang trong tình trạng báo động. Nhiều khu chế xuất, khu công nghiệp cũng đang quá tải và ô nhiễm do tính toán hệ thống nước thải không theo kịp thực tế. Gần 70 cơ sở sản xuất di dời từ nội thành ra cũng đang gây ô nhiễm cho khu vực kênh An Hạ – Thầy Cai ở Hóc Môn và Củ Chi; khu vực sông ngòi Nhà Bè cũng bị ô nhiễm từ khu công nghiệp Hiệp Phước. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước kênh, rạch trên địa bàn thành phố ngày càng nặng và lan ra diện rộng. Cụ thể kênh Thầy Cai và kênh An Hạ (Củ Chi), kênh B và kênh C (huyện Bình Chánh), kênh Bà Búp và kênh Trần Quang Cơ (Hóc Môn)… nước có màu nâu đen, mùi hôi rất nặng, nhiều chỉ tiêu đều vượt tiêu chuẩn cho phép. Đi dọc theo kênh C12, C16, C18 rồi ra kênh B, kênh C nhìn thấy nước ở đâu cũng một màu đen, mùi hôi bốc lên nồng nặc. Theo thống kê, TP HCM hiện có 31.100 cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp hầu hết chưa có hệ thống nước thải thuộc nhiều ngành nghề như: thực phẩm, dệt may, nhuộm, hóa chất, chế biến gỗ. Hiện nay, tình trạng ô nhiễm môi trường tại các khu công nghiệp đang trong tình trạng báo động. Nhiều khu chế xuất, khu công nghiệp cũng đang quá tải và ô nhiễm do tính toán hệ thống nước thải không theo kịp thực tế. Các cụm công nghiệp và cơ sở sản xuất ở các khu dân cư ở quận 12, Bình Tân, huyện Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh do đầu tư thiếu đồng bộ, chưa có hệ thống xử lý nước thải nên gây ô nhiễm ngày càng nhiều với phạm vi ngày càng rộng. Khu vực phường Bình Hưng Hòa A (Q. Bình Tân) ô nhiễm do có nhiều cơ sở xi mạ, giặt tẩy, nhuộm, hồ vải, nhựa phế liệu…15 KCX-KCN của TP.HCM hiện hoạt động với trên 1000 dự án đầu tư, thu hút trên 250.000 lao động làm việc làm ra một lượng sản phẩm với kim ngạch xuất khẩu đạt khoảng 16 tỷ USD/năm và góp phần mang lại sự chuyển biến tích cực trong phát triển kinh tế-xã hội cuả thành phố. Bên cạnh đó, các KCX-KCN cũng đã gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường. Điển hình như tình trạng cây cỏ bị mất màu xanh do ảnh hưởng của hóa chất độc hại thải ra từ các doanh nghiệp hoạt động của KCN Lê Minh Xuân, KCN Tân Tạo ở huyện Bình Chánh xả chất thải chưa qua xử lý ra thẳng các dòng sông, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Và gần 200 trong tổng số gần 1000 doanh nghiệp trong các KCX-KCN chưa đấu nối nước thải vào hệ thống thu gom nước thải của các KCX-KCN. Ngoài ra, trong số gần 1000 doanh nghiệp trong các KCX-KCN cũng có khoảng 170 doanh nghiệp phát sinh khí thải, trong đó phần lớn là các khí thải độc hại, hơi dầu, hơi axít, xi mạ, mùi hôi thối từ thuộc da...nhưng rất ít doanh nghiệp có hệ thống khử mùi, xử lý khí độc hại trước khi thải ra môi trường. Với lượng chất thải rất lớn từ các nhà máy, xí nghiệp, nước thải công nghiệp chiếm một lượng lớn trong tổng lượng nước thải hằng ngày ở thành phố Hồ Chí Minh, hơn nữa mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp cao hơn rất nhiều so với nước thải sinh hoạt do chứa nhiều hóa chất độc hại và khó phân hủy. Do kinh phí còn hạn hẹp, điều kiện chưa cho phép nên hầu hết nước thải của các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lý mà thải thẳng ra hệ thống kênh rạch, sông ngòi gây ô nhiễm trầm trọng cho các nguồn này. Tuần báo An Ninh Thế Giới ra ngày 20-05-04, có phóng sự “sông Đồng Nai đang bị khai tử” của tác giả Thuận Thiên đã phản ánh: “mỗi ngày tại sông Đồng Nai có khoảng trên dưới một triệu m3 nước thải sinh hoạt và công nghiệp, mọi chất thải của thành phố Biên Hòa và 15 khu chế xuất, khu công nghiệp đều đổ về sông Đồng Nai. Môi trường sống trong nguồn nước và sức khỏe của trên dưới 15 triệu người dân thành phố Biên Hòa và thành phố Hồ Chí Minh đang hằng ngày phải đối mặt với hiểm họa không lường”, cuối bài tác giả tự hỏi: “đến khi nào con sông Đồng Nai bị ô nhiễm tới mức không thể tự làm sạch được nữa.” Ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp cũng rất nghiêm trọng. Gần 75% số dân nước ta đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý, thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Nhiều nơi do nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật, đã gây ra nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước. Lượng nước thải của các xí nghiệp chế biến thủy sản đông lạnh cũng rất lớn, từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn m3/năm. Môi trường nước ở nông thôn cũng đang bị ô nhiễm do việc sử dụng không đúng quy cách và không hợp lý các hóa chất nông nghiệp, thiếu các phương tiện vệ sinh và cơ sở hạ tầng phục vụ sinh hoạt nên số hộ ở nông thôn được dùng nước hợp vệ sinh mới chỉ đạt 30-40%, và chỉ có 28-30% số hộ có công trình vệ sinh đạt tiêu chuẩn. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Khái niệm nước thải Khái niệm Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành nước thải sinh hoạt, nước khí quyển và nước thải công nghiệp. Nước thải sinh hoạt: là nước tắm, giặt, hồ bơi, nhà ăn, nhà vệ sinh…Chúng chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng. Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là hàm lượng cao các chất hữu cơ không bền sinh học như cacbonhydrat, protein, mỡ; chất dinh dưỡng như photphat, nitơ; vi trùng; chất rắn và mùi. Nước khí quyển: được hình thành do mưa và chảy ra từ đồng ruộng. Chúng bị ô nhiễm bởi các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. Nước trôi qua khu vực dân cư, khu sản xuất công nghiệp có thể cuốn theo chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng… Còn nước chảy ra từ đồng ruộng mang theo chất rắn, thuốc sát trùng, phân bón… Nước thải công nghiệp: xuất hiện khi khai thác và chế biến các nguyên liệu hữu cơ và vô cơ. Trong quá trình công nghệ, các nguồn nước thải là: Nước hình thành do phản ứng hóa học. Nước ở dạng ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu và chất ban đầu, được tách ra trong quá trình chế biến. Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm, thiết bị. Dung dịch nước cái. Thành phần lý hóa của nước thải Nước thải chứa rất nhiều loại hợp chất khác nhau, với số lượng và nồng độ cũng rất khác nhau. Do đó, có thể phân loại tính chất nước thải như sau: * 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 sắc: Nhìn chung, màu của nước thải thường là màu xám có vẩn đục. Màu 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: Nước thải sinh hoạt thông thường có mùi mốc, nhưng nếu nước thải bị nhiễm khuẩn thì nó sẽ chuyển sang mùi trứng thối do sự tạo thành H2S trong nước. Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nhiệt độ của nguồn nước sạch ban đầu, bởi vì có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng gia đình và các máy móc thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên chính dòng nước thấm qua đất và lượng nước mưa đổ xuống mới là nhân tố làm thay đổi một cách đáng kể nhiệt độ của nước. Lưu lượng dòng chảy: Hầu hết các thiết bị xử lý được thiết kế để xử lý nước thải có lưu lượng 0,378 – 0,756 m3/người.ngày. Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi trong ngày. * Tính chất hóa học Các thông số mô tả tính chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu cơ, vô cơ và chất khí. Để đơn giản hơn, ta có thể xác định tính chất hóa học của nước thải thông qua các thông số: độ kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất chứa Nitơ, Photpho, pH, các chất rắn (hữu cơ, vô cơ, huyền phù, không tan) và nước. Độ kiềm: Đặc trưng cho khả năng trung hòa axit, thường là độ kiềm bicarbonate, carbonat và hydroxide. Độ kiềm thực chất là môi trường đệm (để giữ pH trung tính) của nước thải trong suốt quá trình xử lý sinh hóa. Nhu cầu oxy sinh hóa BOD (Biological Oxygen Demand): Được định nghĩa là lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hoá sinh hoá ứng với sự tiêu thụ oxy của vi khuẩn. Các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học như cacbonhydrat, protein, chất béo…có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt hoặc nước thải công nghiệp được đo bằng BOD. Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) là lượng oxy yêu cầu để vi khuẩn oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải. Thường người ta xác định BOD sau 5 ngày, ở 20(C gọi là BOD5. BOD5 trong nước thải sinh hoạt thường nằm trong khoảng 100-300mg/l. Nhu cầu oxy hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand): Được định nghĩa là lượng chất hữu cơ có thể oxy hoá được bằng phương pháp hoá học ứng với thông số nhu cầu oxy hoá học. Các chất hữu cơ tồn tại trong nước có hoạt tính hoá học rất khác nhau. Khi bị oxy hoá không phải hợp chất nào cũng có thể chuyển hoá thành nước và CO2 nên giá trị COD thường là nhỏ hơn nhiều giá trị tính từ phản ứng hoá học đầy đủ. Mặt khác trong nước có thể tồn tại một số chất vô cơ cũng bị oxy hoá, dễ làm tăng COD, vì vậy yếu tố này cần phải được tính đến trong quá trình phân tích phòng thí nghiệm. Các chất khí hòa tan: Đây là những khí có thể hòa tan được trong nước thải. Nước thải công nghiệp thường có nồng độ oxy tương đối thấp. Các hợp chất chứa Nitơ: Trong nước thiên nhiên và nước thải, các hợp chất của nitơ tồn tại dưới ba dạng: các hợp chất hữu cơ, amoniac và các hợp chất dạng oxy hoá (nitrite và nitrate). Các hợp chất nitơ là các chất dinh dưỡng, chúng luôn vận động trong tự nhiên, chủ yếu nhờ quá trình sinh hoá. Hợp chất hữu cơ chứa nitơ là một phần cấu thành phân tử protein hoặc là thành phần phân huỷ protein như là các peptid, axit amin, urê. Sự tồn tại của hợp chất hữu cơ chứa nitơ chủ yếu có nguồn gốc từ sinh học: các quá trình bài tiết, trao đổi chất của sinh vật cũng như sự phân huỷ các xác chết của chúng. Phần lớn Nitơ chưa được xử lý trong nước thải sẽ chuyển sang dạng nitơ hữu cơ hoặc N-NH3. Nồng độ nitơ trong nước thải thường là 20-85mg/l, trong đó nitơ hữu cơ thường khoảng 8-35mg/l, còn nồng độ N-NH3 thường từ 12-50mg/l. Các hợp chất chứa Photpho: Photpho xâm nhập vào nước có nguồn gốc từ nước thải đô thị, phân hoá học, cuốn trôi từ đất, nước mưa hoặc photpho trầm tích hoà tan trở lại. Các loại photpho tồn tại trong nước như sau: Photpho hoạt tính hoà tan (thường gọi là orthophotphat hay photphat hữu cơ hoà tan): thường có dạng PO43-, H2PO4- và HPO42- Photpho hữu cơ liên kết tồn tại như một thành phần sinh khối của thực vật, động vật và vi khuẩn. Photpho hữu cơ không liên kết dưới dạng hợp chất hữu cơ không hoà tan hoặc keo. Photpho vô cơ liên kết dưới dạng các loại muối photphat hoặc orthophotphat hấp phụ trong sét, trong phức chất với các chất rắn. Photpho vô cơ không liên kết, chủ yếu là từ các chất tẩy giặt. Nước thải sinh hoạt và nước thải một số ngành công nghiệp như công nghiệp thực phẩm, hoá chất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, chất giặt tẩy, chất ức chế ăn mòn…chứa lượng lớn photpho. Hợp chất photpho tự nhiên không độc hại, chỉ có một số loại tổng hợp este trung tính của axit photphoric dùng làm hoá chất bảo vệ thực vật là có độc tính cao. Trong nước bị ô nhiễm, hàm lượng photpho (tính theo photphat) không lớn, khoảng 0,1 mg/l, chủ yếu dạng orthophotphat. Photpho là nguyên nhân chính gây ra bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu.