Luận văn Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải nhiễm dầu của thực vật nổi: lục bình, bèo

ng lưu ý là do đấu tranh sinh học giữa các loài vi sinh vật với nhau và các độc tố được tách ra từ thực vật trong quá trình phát triển của chúng. 2.5. Thực vật thủy sinh và hiện tượng phú dưỡng Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng phát triển rất mạnh ở các loài rong, tảo và thực vật thủy sinh khi trong môi trường nước chứa nhiều nitơ và chứa nhiều photpho. Khi xuất hiện hiện tượng phú dưỡng sẽ làm thay đổi rất lớn hệ sinh thái nước và thường ảnh hưởng xấu đến môi trường nước. Khi đó nước sẽ nghèo oxy và các dưỡng khí khác, làm đảo lộn hệ sinh thái nước. Hiện tượng phú dưỡng xảy ra trong thiên nhiên có thể do con người gây ra (phú dưỡng nhân tạo) và cũng có thể thiên nhiên tự phát sinh (phú dưỡng tự nhiên). Phú dưỡng tự nhiên có thể xảy ra ngay cả trong môi trường nước được coi là khá sạch. Trong trường hợp này, nước ở trạng thái nghèo sinh dưỡng chuyển sang trạng thái giàu dinh dưỡng, thời gian tồn tại hiện tượng này thường rất lâu. Đây là quá trình tích lũy chất dinh dưỡng trong nước. Phần lớn các trầm tích hữu cơ được tạo ra do hiện tượng phú dưỡng dạng này. Phú dưỡng nhân tạo là hiện tượng phát triển quá mạnh bởi tảo, rong và thực vật thủy sinh do con người gây ra. Trong quá trình sống và hoạt động sống, con người thải vào môi trường nước quá nhiều các chất hữu cơ, các chất vô cơ. Các chất này làm tăng nhanh sự tích tụ vật chất và ở một thời điểm nào đó làm tăng nhanh các quá trình phát triển của tảo, rong và sinh vật thủy sinh. Phú dưỡng nhân tạo thường tạo ra rất nhanh, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn sinh khối trong môi trường nước sẽ đạt được mức độ tối đa. Ở mức độ tăng sinh khối này sẽ làm gia tăng hiện tượng giảm lượng oxy hòa tan trong nước, dẫn đến hiện tượng làm suy giảm sinh khối và càng làm tăng nhanh mức độ phân giải sinh khối. Khi môi trường nước thiếu dưỡng khí sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch nước trong thiên nhiên. Kết quả là nước tăng mùi khó chịu, pH của nước giảm. Trong các nguyên nhân gây ra sự giảm oxy trong nước có sự phân hủy tảo. Do đó, khi trong môi trường nước xuất hiện phú dưỡng là điểm báo hiện tượng nước bị ô nhiễm nặng. 2.6. Năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh Ở điều kiện nước không bị ô nhiễm, năng suất sinh khối của thực vật thủy sinh khá cao. Ở đó thực vật không bị tác động xấu của các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học. Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học cho thấy các loài thực vật thủy sinh ngập nước, năng suất sinh khối thường đạt 3 – 8 tấn chất khô/ha, năm. Các loài thực vật thủy sinh nửa ngập nước có năng xuất sinh khối thường đạt 27 – 77 tấn chất khô/ha, năm. Các loài lục bình có năng suất rất cao, chúng có năng suất sinh khối khoảng 135 – 199 tấn chất khô/ha, năm. Trong khi đó, các loài thực vật sống trên cạn có thể đạt sinh khối thường cao giá trị trung bình của các loài thực vật thủy sinh. Để đánh giá khả năng sinh khối của thực vật thủy sinh, người ta đã đưa ra công thức tính toán sau: Nt = No. Xt Trong đó: Nt : số lượng cây sau thời gian kiểm tra No: Số lượng cây ban đầu Xt : Hệ số tăng hàng ngày t : Khoảng thời gian trong ngày Ngoài ra, người ta cũng xác định khả năng tăng trưởng bằng cách đo chiều cao cây và nhánh cây, số lượng lá được tạo ra hàng ngày. Một phương pháp chính xác nhất là người ta thu hoạch toàn bộ số sinh khối thực vật ở thời điểm phát triển cao nhất trong chu kỳ phát triển của chúng, phơi khô hoặc sấy khô đến trọng lượng không đổi và cân trọng lượng của sinh khối đó. Từ đó, ta tính được năng suất sinh khối thu được trên một diện tích cây phát triển trong một khoảng thời gian phát triển của chúng. Những số liệu về năng suất sinh khối cho phép ta có số liệu để so sánh năng suất sinh khối giữa các loài thực vật với nhau và cho phép ta dự đoán hoặc tính toán khả năng sử dụng chúng trong xử lý nước ô nhiễm cũng như sử dụng sinh khối này cho mục đích làm thức ăn cho gia súc, thực phẩm cho người hay làm phân bón. Những số liệu về năng suất sinh khối còn cho phép ta đánh giá khả năng làm bền vững sinh thái hay làm thay đổi hệ sinh thái do chúng gây ra. Ngoài ra, các số liệu về năng suất sinh khối còn cho ta biết mức độ ô nhiễm của nước, khả năng làm sạch của chúng, từ đó giúp ta thiết lập công nghệ xử lý. Để đánh giá được khả năng chuyển hóa vật chất có trong nước, người ta phải phân tích một khối lượng mẫu rất lớn. Các mẫu này thường được lấy ở các phần của thực vật và ở trong nước ô nhiễm. Từ đó xác định sự giảm của vật chất đó và xác định khả năng tích lũy vật chất trong đó trong các thành phần của cây. Đây là công việc rất phức tạp đòi hỏi người nghiên cứu phải có tính cẩn thận và có kiến thức sâu về sinh lý thực vật. Trong nhiều trường hợp, thực vật thủy sinh gây ra những tác động không tốt cho môi trường, đặc biệt là sinh thái môi trường. Người ta cũng đã nhiều lần thấy hiện tượng phát triển quá mức bình thường của lục bình ở những dòng sông thuộc châu Phi hoặc những đầm, hồ thuộc châu Á. Lục bình phát triển rất nhanh đến mức trong một khỏang thời gian ngắn, chúng có thể lấp kín bề mặt nước. Khi đó nước sẽ không được mặt trời chiếu sáng, lượng các chất khí hòa tan trong nước thay đổi nghiêm trọng, ảnh hưởng rất lớn đến các vi sinh vật khác có trong nước. Ngoài ra, do sự phát triển quá mạnh của lục bình sẽ làm hạn chế tốc độ của dòng chảy, từ đó làm thay đổi căn bản sinh thái dòng chảy. 2.7. Phương pháp ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải Nước thải có lượng COD, BOD5 cao và chứa nhiều kim loại nặng, các chất độc hại không thể áp dụng thực vật thủy sinh để xử lý các loại nước thải có hàm lượng COD, BOD5 thấp và không chứa các chất độc hại có ảnh hưởng xấu đến sinh lý thực vật. Thực vật thủy sinh đã được xử dụng nhiều trong xử lý nước thải ở nhiều nước. 2.7.1. Phương pháp xử dụng bèo lục bình để xử lý nước thải Bèo lục bình là loài thực vật thủy sinh thuộc dạng thực vật trôi nổi. Rễ của chúng ngập sâu trong nước, thân giả và lá phát triển trong không khí. Chúng có khả năng phát triển rất mạnh, nhất là ở vùng nhiệt đới. Trong khi phát triển, chúng cần lượng ánh sáng nhiều, do đó khi sử dụng chúng như tác nhân xử lý cần phải chọn địa điểm có ánh sáng liên tục trong ngày. Phương pháp xử dụng lục bình để xử lý nước thải được ứng dụng nhiều ở Ấn Độ do chính các nhà khoa học người Ấn Độ thiết kế công nghệ. Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng nhiều ở các nước châu Phi do các nhà khoa học châu Âu chuyển giao công nghệ. Toàn bộ qui trình công nghệ sử dụng lục bình để sử lý nước thải được tiến hành như hình 2.14 (theo V.R. Joglekar, V.G. Sonar etal, 1998). Hồ sinh học được thiết kế theo kích thước 7,3 m x 7,3 m x 0,9 m. Toàn bộ hệ thống hồ sinh học bao gồm 10 hồ, mỗi hồ có kích thước như trên. Các hồ này được liên thông với nhau bằng một kêng dẫn ở nước. Nước thải Xử lý sơ bộ Hồ sinh học nuôi lục bình Kiểm soát nước ô nhiễm Thu nhận sinh Nước thải khối lục bình vào môi trường Sản xuất khí CH4 Chất thải CH4 làm làm phân bón nhiên liệu Hình 2.14 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bằng lục bình Hệ thống hồ sinh học này có thể xử lý 1250 m³/ngày, khả năng giảm COD là 71,4%, BOD là 89,3%, khả năng làm giảm hàm lượng nitơ là 50% và photpho là 88,9%, làm giảm lượng vi sinh vật đến 91,3%. Sinh khối bèo lục bình được thu hoạch hàng ngày và được xay nhỏ. Lục bình sau khi xay nhỏ sẽ được chuyển vào hệ thống lên men yếm khí để sản xuất khí CH4. Người ta thiết kế 3 kiểu hệ thống lên men CH4: loại có 1 bể, loại 2 bể và loại 3 bể. Kiểu một bể thường được thiết kế và lắp đặt theo mô hình bể lên men trôi nổi (floating gas holder). Loại này thường được xây dựng theo hình trụ, phía trên có nắp giữ khí có thể lên, xuống tùy theo lượng khí có trong bể. Kiểu hệ thống hai bể được thiết kế và lắp đặt như sau: bể thứ nhất là loại bể cố định và bể thứ hai là bể trôi nổi. Hai bể này được nối với nhau bằng một ống dẫn nước có Þ = 200 mm hoặc lớn hơn. Mỗi bể có dung tích trung bình 19,6 m³ khí thu được hàng ngày dùng để nấu ăn. Sự tạo thành CH4 phụ thuộc rất nhiều vào khí hậu trong năm. 2.7.2. Sử dụng bèo hoa dâu để xử lý nước thải Các nhà khoa học Israel, G. Oron và D. Porath thuộc trường Đại học Ben – Guron (1996) đã nghiên cứu ứng dụng bèo hoa dâu để xử lý nước thải. Các nhà khoa học ở trường này sử dụng bèo hoa dâu Lemna gibba xử lý nước thải sinh hoạt. Bể được xây dựng để xử lý có chiều sâu 20 – 30 cm, sau 10 ngày họ thu được 10 – 15 g sinh khối bèo khô/m²/ngày. Hàm lượng protein trong bèo khoảng 30%, bèo thu nhận được có chất lượng rất tốt cho chăn nuôi. Nước sau khi xử lý đủ tiêu chuẩn dùng để tưới cho rau và cây ăn quả. Một công ty khác ở Mỹ như công ty Lemma đã thiết kế hệ thống với quy mô rất lớn. Toàn bộ hệ thống này rộng 10 ha. Công ty này sử dụng bèo hoa dâu để xử lý nước thải và thu nhận sinh khối bèo hoa dâu. Sinh khối bèo hoa dâu thu nhận từ phương pháp này có hàm lượng protein là 35%. Nước sau xử lý được sử dụng cho trồng trọt và đổ vào hồ để nuôi cá, sinh khối bèo hoa dâu được sử dụng làm thức ăn cho gia súc. Ngoài ra, trên thế giới có rất nhiều nơi sử dụng bèo hoa dâu trong xử lý nứơc thải và cho kết quả rất khả quan. 2.7.3. Xử lý nước thải bằng thực vật nửa ngập nước Thực vật nửa ngập nước có rễ ăn sâu vào lòng đất ở phía dưới nước, thân thực vật nằm trong nước còn lá thì vương ra khỏi mặt nước. Các loại thực vật này thường thấy là cỏ đuôi mèo (typha), cỏ lỏi bấc (scirpus) và cây họ sậy (phragmites). Những loài thực vật này thường phát triển ở vùng đất ẩm ướt (wetlants). Đất ẩm ướt là một hệ thống phức hợp hóa, lý và sinh học xảy ra đang xen nhau, tạo ra hệ sinh thái rất đặc biệt trong tự nhiên. Các vùng đất ẩm thuộc loại đất kiến tạo, là loại đất yếu có lượng nước quanh năm, có nhiều điều kiện thuận lợi cho thực vật nửa ngập nước phát triển, đồng thời có khả năng thấm rất tốt. Liên quan đến quá trình xử lý nước, người ta chia đất ẩm kiến tạo thành 2 loại: loại nước bề mặt tự do (Free Water Surface – FWS), và dòng chảy dưới bề mặt (Subsurface Flow – SF). Người ta thiết kế FWS bằng hệ thống hồ hoặc kênh sinh học song song, phía dưới được xếp những lớp đá, sỏi để làm giá đỡ cho cây nửa ngập nước bám vào. Chiều sâu của nước từ 0,1 – 0,6 m, kể từ bề mặt đá hoặc sỏi. Hệ thống SF còn được gọi là vùng rễ (root zone) hay bể lọc đá (rock – bed fieter). Đáy hệ thống này cũng được lấp đầy để làm giá đỡ cho cây. Sự khác biệt giữa FWS và SF ở chỗ, trong FS, nước không ngập lớp đá mà chỉ xấp xỉ bề mặt hoặc thấp hơn bề mặt đá. Các kênh sinh học ở đây có độ dốc khoảng 1%. Ống dẫn nước và phân phối nước thải Ống thoát nước Đá dùng để Đất cát Màng thấm phân phối nước hay sỏi nhỏ Hình 2.15 Hệ thống SF cắt ngang (Nguồn: Nguyễn Đức Lượng – 2003 – Công nghệ sinh học môi trường – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội) Ở Mỹ người ta đã sử dụng khá nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng thực vật nửa ngập nước. Bằng phương pháp này, 80% lượng nitơ và photpho đã được chuyển hóa. 2.7.4. Ưu, nhược điểm trong việc sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch môi trường nước 2.7.4.1. Ưu điểm Sau một thời gian sử dụng thực vật thủy sinh vào xử lý nước thải. Những kết quả nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước đã đưa ra những ưu điểm như sau: - Sử dụng thực vật thủy sinh vào xử lý không đòi hỏi kỹ thuật cao. Nhiều trường hợp giống như kỹ thuật canh tác một loài cây nào đó trong sản xuất nông nghiệp. - Sử dụng thực vật thủy sinh vào xử lý môi trường ít chi phí đầu tư, không đòi hỏi máy móc thiết bị phức tạp và đắt tiền. - Hiệu quả xử lý ổn định đối với nhiều loại nước ô nhiễm thấp - Sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: + Làm nguyên liệu cho thủ công mỹ nghệ như cói, đay, lục bình, cỏ + Làm thực phẩm cho người như củ sen, củ súng, rau muống + Làm phân xanh, tất cả các loại thực vật thủy sinh sau khi thu nhận từ quá trình xử lý trên đều là nguồn nguyên liệu để sản xuất phân xanh rất có hiệu quả. + Sản xuất khí sinh học - Bộ rễ thân cây ngập nước, cây trôi nổi được coi như một giá thể rất tốt (hay được coi như một chất mang) đối với vi sinh vật. Vi sinh vật bám vào rễ, vào thân cây ngập nước hay các loài trôi nổi. Nhờ sự vận chuyển từ vị trí này đến vị trí khác ở khu vực nước bị ô nhiễm, làm tăng khả năng chuyển hóa vật chất có trong nước. Như vậy, hiệu quả xử lý của vi sinh vật nước trong trường hợp này sẽ cao hơn khi không có thực vật thủy sinh. Ở đây ta cũng có thể coi mối quan hệ của vi sinh vật và thực vật thủy sinh như là mối quan hệ cộng sinh. Mối quan hệ cộng sinh này đã đem lại sức sống tốt hơn cho cả hai nhóm sinh vật và tác dụng xử lý sẽ tăng cao. - Sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm trong nhiều trường hợp không cần cung cấp năng lượng. Do đó, việc ứng dụng ở thực vật thủy sinh để xử lý nước ô nhiễm ở những vùng không có điện đều có thể thực hiện dễ dàng. - Sử dụng thực vật thủy sinh vào xử lý môi trường tạo ra một thảm thực vật có ý nghĩa rất lớn đến sự đều hòa môi trường không khí. 2.7.4.2. Nhược điểm Mặc dù không ít những ưu điểm, không phải sinh vật nào cũng có trong việc ứng dụng để xử lý môi trường, việc ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý môi trường có những nhược điểm cần phải khắc phục như sau: -Diện tích cần dùng để xử lý nước thải lớn. Vì thực vật là vi sinh vật tiến hành quang hợp nên luôn cần thiết phải có ánh sáng. Sự tiếp xúc giữa thực vật và ánh sáng trong đều điện có đủ chất dinh dưỡng càng nhiều thì quá trình chuyển hóa càng tốt. Do đó, diện tích bề mặt của sự tiếp xúc này sẽ cần nhiều. Điều này sẽ rất khó khăn khi ta tiến hành xử lý nước ô nhiễm ở những khu vực đô thị vốn đã rất khó khăn về đất. Tuy nhiên nó rất thích hợp cho vùng nông thôn, kể cả những vùng không được cung cấp điện. - Trong điều kiện các loài thực vật phát triển mạnh ở các nguồn nước thải, bộ rễ của chúng như những chất mang rất hữu ích cho vi sinh vật bám vào đó. Trong trường hợp không có thực vật thủy sinh (đặc biệt là các loài thực vật trổi nổi), các loài vi sinh vật sẽ không có nơi bám vào. Chúng sẽ dể dàng bị trôi theo dòng nước hoặc bị lắng xuống đáy. Ở đây là hai vấn đề cần hiểu rõ: + Rễ các loài thực vật thủy sinh sẽ đóng vai trò tích cực trong việc tăng trưởng của vi sinh vật nếu những vi sinh vật đó không phải là những vi sinh vật gây bệnh, chúng cũng có thể đóng vai trò không tích cực đối với vi sinh vật gây bệnh. Trong trường hợp này, các loài vi sinh vật gây bệnh sẽ phát triển mạnh ở bộ rễ và những vùng xung quanh của thực vật, chúng sẽ là tác nhân sinh học gây ra ô nhiễm môi trường rất mạnh. + Các loài thực vật thủy sinh chiếm không gian rất lớn, ngăn cản ánh sáng chiếu sâu vào trong lòng nước. Khi đó, vi sinh vật không bị tiêu diệt bởi tác động của ánh sánh mặt trời. Thảm thực vật thủy sinh phủ kín mặt nước được coi như vật cản và hấp thụ rất hữu hiệu tia tử ngoại và hồng ngoại của ánh sáng mặt trời. Tác dụng này không chỉ tạo điều kiện để những vi sinh vật có ích phát triển và cả những vi sinh vật gây bệnh phát triển. Do đó, hiện tượng trên vừa có lợi vừa có hại, có lợi là các là các vi sinh vật có ích (những vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ, vô cơ) phát triển, làm sạch môi trường nước, có hại là các vi sinh vật gây bệnh phát triển mạnh sẽ làm nước bị ô nhiễm sinh học nặng hơn. -Hiểu biết được bản chất tự nhiên này giúp ta tìm biện pháp tích cực trong công nghệ xử lý sau này. 2.8. Vấn đề sức khỏe khi ứng dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thải An toàn sinh học trong sử dụng các loài thực vật để xử lý nước thải được đặc biệt quan tâm. Việc sử dụng các loài thực vật thủy sinh để xử lý nước thải có một đặc điểm khá điển hình. Công nghệ xử lý này hoàn toàn được thực hiện ở hệ thống hở. Hệ thống hở thường khó kiểm soát hơn hệ thống kín. Ở đó có sự tương tác không chỉ là những tương tác hóa học, vật lý mà cả trong tương tác sinh học. Công nghệ xử lý này thường xảy ra ba vấn đề rất quan trọng cần được quan tâm giải quyết. 2.8.1. Ảnh hưởng trực tiếp đến người vận hành kỹ thuật xử lý nước thải bởi thực vật thủy sinh Trong trường hợp này người ta rất quan tâm đến khả năng nhiễm các vi sinh vật gây bệnh từ các hồ xử lý. Nguy cơ nhiễm bệnh từ các vi sinh vật gây bệnh rất lớn. Hệ thống xử lý ở điều kiện tự nhiên thường rất khó kiểm soát quá trình nhiễm vi sinh vật gây bệnh từ không khí, nước thải và từ chính bản thân các thực vật thủy sinh mà ta dùng để xử lý. Trong khi đó, các hệ thống kín như các bể lên men, ta hoàn toàn khống chế được sự nhiễm vi sinh vật gây bệnh từ môi trường bên ngoài. Ở những hồ sinh học xử lý bằng thực vật thủy sinh, các loài vi sinh vật gây bệnh có thể bám vào rễ, thân thực vật ngập trong nước hoặc chúng tồn tại ở bùn cặn dưới đáy, ánh sáng mặt trời không có tác dụng mạnh để tiêu diệt chúng. Mặt khác, vì là hệ thống mở, bề mặt thoáng rộng nên có hệ số thoát nhiệt cao, do đó chúng không bị tiêu diệt bởi nhiệt như quá trình lên men bởi vi sinh vật. Điểm cuối cùng có liên quan đến khả năng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh bởi chính các loài vi sinh vật đối kháng có trong quá trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật. Tất cả những điều trình bày trên cho thấy, nguy cơ nhiễm bẩn bởi các vi sinh vật gây bệnh trong xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh thường cao hơn các phương pháp khác. Ngoài ra , các loài giun, sán được đưa vào các hồ sinh học này từ các loài nước thải, nhất là nước thải sinh hoạt rất nhiều. Các loài giun sán (nhất là loài fasciolopsis buski, thường thấy nhiều ở các nước châu Á) thường tồn tại rất lâu trong các hồ sinh học (Feachem et al, 1983). Những trứng giun sáng sẽ gây ra những bệnh nguy hiểm cho người và động vật. Chính vì thế, trước khi đưa các loại nước thải này vào xử lý cần phải kiểm tra các chỉ tiêu về vi sinh vật và các loại trứng giun, sán. Nếu có phải xử lý ở một hồ riêng, sau đó mới chuyển sang hồ sinh học xử lý bằng các loài thực vật thủy sinh. 2.8.2. Nước thải trong quá trình xử lý bằng thực vật thủy sinh có thể chứa các chất độc từ phân hóa học và thuốc trừ sâu. Chất độc hóa học từ phân bón hoặc thuốc trừ sâu ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe thông qua thực vật. Thực vật hấp thụ các chất độc này và giữ trong sinh khối của nó, khi động vật ăn các loại thực vật này sẽ bị nhiễm độc. Như vậy các chất độc sẽ theo chuỗi thực phẩm và gây độc cho người và động vật. Tương tự như vậy, nếu trong nước thải chứa nhiều kim loại nặng, thực vật hấp thụ kim loại nặng và đương nhiên chúng sẽ là nguồn gây ra hiện tượng ngộ độc cho người và gia súc. Trong trường hợp mà chất thải chứa quá nhiều chất độc hại như trên, điều cần làm trước tiên là đưa chúng qua bể xử lý sơ bộ, sau đó mới đưa nước thải vào hồ sinh học xử lý bằng thực vật thủy sinh. 2.8.3. Có thể có nhiều trường hợp sinh ra nhiều muỗi Trong nước thải xử lý bằng thực vật thủy sinh sẽ có nhiều ấu trùng của muỗi anopheles và mansonia. Trong trường hợp xảy ra hiện tượng này, người ta thường tăng cường số lượng cá trong hồ sinh học. Cá sẽ là động vật rất hữu ích để loại bỏ ấu trùng của các loại muỗi. CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 3.1. Tổng quan về nước thải nhiễm dầu 3.1.1. Giới thiệu sơ lược về dầu và ô nhiễm dầu Dầu là chất lỏng sánh, thường có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Chúng bị oxy hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm. Dầu tồn tại ở 4 dạng phổ biến sau: + Dạng tự do: ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện diện dưới dạng các hạt dầu tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên trên bề mặt do trọng lượng riêng của dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng của nước + Dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường kính của giọt dầu: Vài chục micromet: độ ổn định thấp Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như dạng keo + Dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học (xà phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na) hoặc các hóa học asphalten làm thay đổi sức căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán. + Dạng hòa tan: Phân tử hòa tan như các chất thơm. Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp màng mỏng bọc quanh các chất rắn lơ lửng, chúng có thể ảnh hưởng đến khả năng lắng hoặc nổi của các chất rắng lơ lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng được. Trong dầu có tới hàng trăm loại hydratcacbon khác nhau đại diện cho nhiều loại cấu trúc riêng biệt. Chỉ tính xăng là loại hỗn hợp hydratcacbon dầu mỏ tinh chế, đã có 200 chất khác nhau ở tính bay hơi, tính hòa tan, tính hấp thụ. Thành phần cơ bản của dầu gồm: + Hydratcacbon mạch thẳng 30 – 35% + Hydratcacbon mạch vòng 25 – 75% + Hydratcacbon thơm 10 – 20% + Các hợp chất chứa oxy như axit, ceton, các loại rượu + Các hợp chất chứa nitơ như furol, indol, carbazol + Các hợp chất chứa lưu huỳnh như hắc ín, nhựa đường, bitum Dầu ở các vùng khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Phân loại chúng dựa trên cơ sở thành phần parafin, hydratcacbon thơm hay hydratcacbon phân cực. Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do đó, việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm rất riêng biệt. 3.1.2. Các nguồn nước thải Ngày nay ô nhiễm dầu là tương đối phổ biến và khá độc hại, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của chúng ta. Có 4 nhóm xí nghiệp hoạt động và sinh ra nước thải có ô nhiễm dầu mỏ đặc trưng là: + Khoan và khai thác dầu. Nước thải của nhóm xí nghiệp này là từ nước sản xuất và cặn bùn khoan. Ở ngoài thềm lục địa, giàn khoan và nước thải ít gây ảnh hưởng xấu so với trên đất liền. + Vận chuyển dầu thô và các sản phẩm đã