luận văn thạc sĩ nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá k đại học thái nguyên bằng mô hình đất ngập nước

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ LOAN Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT KHU KÝ TÚC XÁ K ĐẠI HỌC THÁI NGUN BẰNG MƠ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC” KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Lớp : K42 – KHMT – N02 Khóa học : 2010 – 2014 Giảng viên hướng dẫn : Th.S Dương Thị Minh Hòa Thái Nguyên, năm 2014 n Lời cảm ơn! Thực tập tốt nghiệp thời gian quan trọng sinh viên trường Đại học, Cao đẳng nói chung trường Đại học Nơng lâm Thái Nguyên nói riêng Để từ sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức học, kiểm nghiệm lại chúng thực tế, nâng cao kiến thức nhằm phục vụ cho công việc chuyên môn sau Qua gần tháng thực tập tốt nghiệp, với nỗ lực phấn đấu thân giúp đỡ tận tình q thầy bạn bè em hồn thành báo cáo tốt nghiệp Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giáo ThS Dương Thị Minh Hoà trực tiếp hướng dẫn tận tình truyền đạt kiến thức trình thực tập, bảo kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành tốt đề tài Em xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy, giáo Khoa Môi trường Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em suốt thời gian thực tập Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè, gia đình người thân động viên khích lệ em trình học tập nghiên cứu hồn thành tốt báo cáo tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Loan n DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường KTX Ký túc xá LHQ Liên Hiệp Quốc NXB Nhà xuất QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TP Thành phố UNICEF Quỹ nhi đồng Liên Hiệp Quốc VSV Vi sinh vật n MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Yêu cầu 1.4 Ý nghĩa đề tài Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1.1 Một số khái niệm 2.1.2 Tổng quan nước thải sinh hoạt 2.1.3 Cơ sở pháp lý 13 2.2 Hiện trạng ô nhiễm nước giới Việt Nam 15 2.2.1 Hiện trạng ô nhiễm nước giới 15 2.2.2 Hiện trạng ô nhiễm nước Việt Nam 16 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 17 2.3.1 Phương pháp học 17 2.3.2 Phương pháp hóa học hóa lý 17 2.3.3 Phương pháp sinh học 18 2.4 Tổng quan mơ hình đất ngập nước 20 2.4.1 Khái niệm đất ngập nước nhân tạo 20 2.4.2 Sơ lược thực vật vật liệu sử dụng mơ hình đất ngập nước 20 Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 23 3.2 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 23 3.3 Nội dung nghiên cứu 23 3.4 Phương pháp nghiên cứu 23 3.4.1 Phương pháp thu thập liệu 23 n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc 3.4.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 24 3.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24 3.4.4 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu 26 3.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 27 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 4.1 Tổng quan Đại học Thái Nguyên 28 4.2 Hiện trạng nước thải sinh hoạt khu ký túc xá K - Đại học Thái Nguyên 29 4.3 Đánh giá bàn luận khả xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước 32 4.3.1 Đánh giá bàn luận khả xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước theo thời gian 32 4.3.2 Đánh giá bàn luận khả xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước theo loại 40 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Kiến nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Lượng chất bẩn người ngày xả vào hệ thống thoát nước Bảng 2.2 Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT 15 Bảng 3.1 Cơng thức thí nghiệm 25 Bảng 4.1 Tổng lượng nước tiêu thụ nước thải sinh hoạt cụ thể khu ký túc xá K (1 năm học = 10 tháng) 30 Bảng 4.2 Các thành phần ô nhiễm có nước thải ký túc xá K 31 Bảng 4.3 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 32 Bảng 4.4 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 35 Bảng 4.5 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 38 Bảng 4.6 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước trồng Chuối hoa 40 Bảng 4.7 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước trồng rau Dừa nước 43 luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng 24 Hình 4.1 Các thơng số nhiễm có nước thải kí túc xá K 31 Hình 4.2 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mô hình đất ngập nước sau ngày 33 Hình 4.3 Hiệu xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 33 Hình 4.4 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 36 Hình 4.5.Hiệu xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày Error! Bookmark not defined Hình 4.6 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 38 Hình 4.7.Hiệu xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước sau ngày 39 Hình 4.8 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước Chuối hoa 41 Hình 4.9 Kết xử lý nước thải sinh hoạt mơ hình đất ngập nước rau Dừa nước 43 luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước nguồn tài nguyên vô quý giá quan trọng người, 97% nước Trái Đất nước muối, 3% lại nước gần 2/3 lượng nước tồn dạng sông băng mũ băng cực Phần lại khơng đóng băng tìm thấy chủ yếu dạng nước ngầm, tỷ lệ nhỏ tồn mặt đất khơng khí Nước nguồn tài nguyên tái tạo, mà việc cung cấp nước giới bước giảm Nhu cầu nước vượt cung vài nơi giới, dân số tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước tăng Theo báo cáo Tổng cục môi trường, có khoảng 13 triệu người (chiếm khoảng 16,5% tổng dân số) khai thác sử dụng nguồn nước Ngày nay, vấn đề ô nhiễm nguồn nước trở nên nghiêm trọng với Việt Nam Hằng ngày phương tiện thông tin đại dễ dàng bắt gặp hình ảnh, thông tin việc nguồn nước bị ô nhiễm bất chấp lời kêu gọi bảo vệ môi trường, tình trạng nhiễm lúc trở nên nghiêm trọng, điều khiến khơng người phải suy nghĩ Ơ nhiễm mơi trường nước nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người, động vật, thực vật sinh vật khác đặc biệt thủy sinh vật Nó cịn gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất phát triển xã hội Đại học Thái Nguyên ba trung tâm đào tạo nguồn nhân lực có quy mô lớn nước, đứng sau TP Hà Nội TP Hồ Chí Minh, 05 Đại học Việt Nam thực theo mơ hình Đại học hai cấp, giao trọng trách trung tâm đào tạo nguồn nhân lực cho tỉnh, luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp dạy nghề địa bàn Đồng thời, Đại học thực nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, chuyển giao cơng nghệ góp phần quan trọng việc phát triển kinh tế - trị - văn hóa - xã hội vùng trung du, miền núi phía Bắc Trải qua năm xây dựng phát triển, với khn viên rộng, thống mát ký túc xá K trường Đại học Thái Nguyên thu hút hàng trăm sinh viên vào nội trú năm Tuy nhiên với tăng nhanh số lượng sinh viên nhu cầu sinh hoạt ngày nhiều, lượng nước thải sinh hoạt thải suối Nông Lâm mà chưa qua xử lý hoăc xử lý không triệt để khiến cho chất lượng môi trường nước khu KTX trở nên ô nhiễm trầm trọng Các thành phần ô nhiễm đặc trưng thường thấy nước thải sinh hoạt BOD5, COD, Nitơ Photpho Một tính chất đặc trưng nước thải sinh hoạt tất chất hữu bị phân hủy vi sinh vật lượng dư thừa khỏi q trình xử lý sinh học với bùn Có nhiều phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt: phương pháp học, phương pháp vật lý, phương pháp sinh học… Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng nhiên phương pháp có nhược điểm giá thành cao, vận hành cần có cán có trình độ, khó chuyển giao rộng rãi Chính việc nghiên cứu phương pháp phù hợp với điều kiện khu ký túc xá cần thiết Các trình xử lý nước thải sử dụng vi sinh vật thực vật thủy sinh từ lâu ghi nhận biện pháp sinh học có hiệu Trong năm gần nghiên cứu xử lý nước thải thực vật thủy sinh áp dụng vào thực tế nhiều nơi giới cho kết khả quan Từ sở em lựa chọn đề tài:“Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt kí túc xá K Đại học Thái Ngun mơ hình đất ngập nước” nhằm áp dụng công nghệ sinh thái để xử lý nước thải sinh hoạt cho khu ký túc xá luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc 1.2 Mục tiêu đề tài - Tiến hành kiểm tra thành phần nhiễm có nước thải sinh hoạt trước xử lý, sau sử dụng mơ hình thí nghiệm để kiểm tra khả xử lý nước thải mơ hình đất ngập nước - Đề xuất ứng dụng quy trình cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đất ngập nước đáp ứng tiêu chuẩn hành Việt Nam 1.3 u cầu - Dựa vào tài liệu sẵn có, thơng tin biết để tìm hiểu thuộc tính xử lý nước thải mơ hình đất ngập nước - Đưa nhận định ban đầu nước thải khu ký túc xá - Tiến hành kiểm tra chất lượng nước trước xử lý, sau sử dụng mơ hình thí nghiệm tiến hành kiểm tra khả xử lý nước thải mơ hình đất ngập nước - Tiến hành kiểm tra giá trị pH, BOD5, TSS, NO3-, Pts để kiểm chứng hiệu xử lý tiêu mơ hình đất ngập nước 1.4 Ý nghĩa đề tài - Khoa học: Đề xuất mơ hình xử lý nước thải cho khu ký túc xá khu nhà tập trung khác có điều kiện tương tự - Mơi trường: Đạt chuẩn xả thải QCVN 14:2008/BTNMT, góp phần cải thiện tình trạng nhiễm mơi trường gây xúc - Kinh tế: Đề xuất mô hình xử lý với chi phí xây dựng vận hành bảo quản rẻ so với mơ hình cải tạo xử lý tập trung luan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuocluan.van.thac.si.nghien.cuu.xu.ly.nuoc.thai.sinh.hoat.ki.tuc.xa.k.dai.hoc.thai.nguyen.bang.mo.hinh.dat.ngap.nuoc n