sử dụng hợp lý tài nguyên nước

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN TIỂU LUẬN MÔN HỌC GVHD: TS. NGUYỄN HỒNG QUÂN HV: Huỳnh Thị Nữ - lớp SD&BV 2010 Trần Thị Mỹ Nhung – lớp SD&BV 2010 TP Hồ Chí Minh, 11 - 2011 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 PHẦN I. TỔNG QUAN 4 I. NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC 4 II. PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI 6 PHẦN II: NƯỚC THẢI LÀ NGUỒN TÀI NGUYÊN 7 I. Nước thải được xem là nguồn tài nguyên 7 II. Cơ sở đánh giá nước thải là nguồn tài nguyên 7 II.1. Thành phần nước thải 7 II.2. Lưu lượng nước thải: 7 II.3 Thành phần nước thải phân hủy bởi các vi sinh vật trong môi trường 8 III. Những mô hình xem nước thải là nguồn tài nguyên 8 III.1 Sơ lượt các dạng tài nguyên thu được từ nước thải 8 III.2 Các mô hình ứng dụng thực tế 9 III.2.1 Nước ngoài 9 III.2.2 Thực hiện ở Việt Nam 10 III.3 THẢO LUẬN VIỆC SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC THẢI 12 III.3.1 Mặt hạn chế 12 III.3.2 Đề xuất phương hướng 13 PHẦN III. KẾT LUẬN 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 2 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước MỞ ĐẦU Với mục tiêu tập trung đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội, nâng cao thu nhập và chất lượng đời sống cho người lao động nói riêng và người dân nước ta nói chung. Việc đầu tư, đẩy mạnh hoạt động sản xuất của các doanh nghiệp ngày càng được chú trọng, Số lượng các doanh nghiệp tham gia hoạt động sản xuất ngày càng nhiều. Do đó lượng chất thải nói chung và nước thải nói riêng do hoạt động sản xuất của doanh nghiệp thải ra ngày càng tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống của chúng ta không chỉ trong hiện tại mà còn kéo dài đến tương lai với tác động và biến đổi khó lường. Để thực hiện công tác bảo vệ môi trường, việc áp dụng các biện pháp xử lý chất thải: nước thải, khí thải, rác thải, hoặc áp dụng công nghệ hiện đại nhằm giảm phát thải…của các doanh nghiệp và các đơn vị liên quan cũng phần nào cải thiện môi trường. Tuy nhiên, biện pháp xử lý yêu cầu tốn nhiều chi phí đấu tư và vận hành, không đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp, nên việc áp dụng nhiều khi chỉ mang tính bắt buộc, đối phó với cơ quan quản lý mà thôi. Thay vì chúng ta chỉ xem chất thải như là một nguyên nhân nghiêm trọng gây ô nhiêm môi trường, chúng ta có thể nghiên cứu và biến chất thải như là một nguồn tài nguyên thứ cấp được tận dụng triệt để vào phục vụ cuộc sống, sản xuất hằng ngày của người dân, tiết kiệm một phần chi phí cần đầu tư . Rác thải trước kia thải bỏ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến kinh tế, nhưng ngày nay rác thải sau khi phân loại tái sử dụng, dùng làm phân compost, sản xuất điện năng được 3 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước xem như là một nguồn tài nguyên. Vậy còn nước thải thì sao, có được xem là một nguồn tài nguyên hay không hay chỉ là chất thải gây ô nhiễm môi trường? Các phần sau đây sẽ làm rõ về vấn đề này. PHẦN I. TỔNG QUAN I. NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC Theo thống kê, 70% nước trên thế giới dùng trong nông nghiệp, 22% cho các ngành công nghiệp và chỉ có 8% là nước sinh hoạt. Đối với các nước thu nhập cao: 30% nước sử dụng cho nông nghiệp, 59% cho công nghiệp 11 % cho sinh hoạt. Đối với nước có thu nhập thấp ( trong đó có Việt Nam) thì sử dụng 80% cho nông nghiệp, 12% cho công nghiệp và 2% cho sinh hoạt. Nước trên khắp thế giới có tới 97,5% chứa muối và chỉ có 2,5% là có thể uống được. Tuy nhiên, trong số ít ỏi đấy, khoảng 70% nằm trong sông băng, núi băng và 30% nằm trong đất. Tính ra chỉ có 1% (hay 0,007%) lượng nước trên toàn thế giới con người có thể sử dụng. Ở Việt Nam, theo thống kê chưa đầy đủ trên phạm vi toàn quốc lượng nước đã khai thác là 6,454 triệu m3/ngày phục vụ cho nhu cầu ăn uống - sinh hoạt, sản xuất, dịch 4 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước vụ trong đó nước mặt chiếm 55% (3,557 triệu m3/ng), nước dưới đất chiếm 45% (2,897 triệu m3/ng). a) Sử dụng cho sinh hoạt: Nghiên cứu khoa học cho thấy, mỗi ngày con người sử dụng từ 60 – 80 l nước, tối đa 150 -160 l nước cho sinh hoạt. b) Sử dụng cho nông nghiệp: Lượng nước dùng cho cây trồng và chăn nuôi lớn: 1 ha hoa màu cần 0,12 – 0,29 l/S; 1 ha trồng lúa nước cần 1,5 – 7 l/nước; mỗi động vật nuôi như trâu bò, ngựa tiêu tốn 20 – 80 l/S; lợn 15 -60l/ ngày. Gần đây, nước ta đã xây dựng hạ tầng thuỷ lợi lên một bước mới, đưa diện tích tưới tiêu tăng (Tống diện tích = 3,3 triệu ha), trong đó hệ thống tưới tiêu lớn nhất là ở hồ Dầu Tiếng ( thuộc ĐBSCL). c) Sử dụng cho thuỷ sản: Nước ta sử dụng hơn 850 nghìn ha diện tích mặt nước vào việc nuôi trồng thuỷ sản ( trong đó ĐBSCL chiếm 709 980 ha (2005)). d) Sử dung cho công nghiệp: Tính đến tháng 6/2011, trữ lượng khai thác cấp công nghiệp: 1.854.303 m3/ng (miền Bắc Việt Nam: 1357.266; đồng bằng Nam Trung Bộ: 22.757; Tây Nguyên: 39.280; đồng bằng Nam Bộ: 435.000 m3/ng). Hoạt động khai thác nước sử dụng cho công nghiêp vô cùng lớn. Để sản xuất 1 tấn thép cần 44000 lit nước, sản xuất lọc 1 lít dầu cần 10 lit nước, làm 1 tờ giấy tiêu tốn 10 lit nước, một tách trà cần 35 lit nước và luợng nước để làm mát máy 10 lit/giờ đối với động cơ đốt trong v à 25 – 50 lit/giờ đối với động cơ đốt dầu. Nhu cầu về nước không thể thiếu trong đời sống con người, chính vì thế nước thải thải ra môi trường cũng luôn tiếp diễn với các chất ô nhiễm là ảnh hưởng đến các hệ sinh thái dưới nước và các lưu vực sông. 5 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước II. PHÂN LOẠI NƯỚC THẢI Nước thải được phân loại dựa vào nguồn gốc phát sinh, bao gồm: - Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. - Nước thải công nghiệp: là nước thải từ nhà máy đang hoạt động sản xuất. Trong đó nước thải ngành sản xuất thực phẩm nhiều nhất, như: sản xuất nước giải khát, thủy sản, bột ngọt,… - Nước thấm qua: là lượng nước thấm qua hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố ga hay hố xí. - Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo một hệ thống riêng. - Nước thải đô thị: nước thải đô thị là một thuật ngữ chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát thành phố, thị xã, đây là một hỗn hợp nhiều loại nước thải. 6 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước PHẦN II: NƯỚC THẢI LÀ NGUỒN TÀI NGUYÊN I. Nước thải được xem là nguồn tài nguyên Nguyễn Tấn Đức và Kiều Thị Kính, những đại sứ môi trường Bayer 2007 của Việt Nam, đều là những sinh viên học các chuyên ngành liên quan đến môi trường. Họ tự tin khẳng định: "Nước thải cũng là một nguồn tài nguyên". (1) Viện môi trường của trường Đại Học Stanford, có cuộc đối thoại về vấn phục hồi tài nguyên từ nước thải với tầm nhìn đền năm 2020 (2). Với ý tưởng sử dụng nước thải mục đích khai hoang và phục hồi hệ sinh thái tại vùng vịnh bị suy thoái. Ông Brendon Meulman, quản lý dự án tại Landustrie, một công ty Hà Lan chuyên về quản lý nước thải "Chúng ta nên dừng lại nhìn thấy nó như là chất thải và một gánh nặng, nhưng đúng hơn là một tài nguyên, sẽ có nhiều việc cần thực hiện với nó”(3) Tái sử dụng nguồn nước cho nông nghiệp có những ích lợi sau: - Bảo tồn tài nguyên nước - Tận dụng được lượng dinh dưỡng, do đó người nông dân làm giảm sử dụng các phân bón hóa học. - Nguồn cung cấp nước ổn định cho vùng đất khô cằn thiếu nước. - Phòng ngừa ô nhiễm dòng sông, kênh, các bề mặt nước khác. Nếu không nước thải phải được xử lý. - Dẫn nước thải các thành phố lớn là cách giảm chi phí và hợp vệ sinh II. Cơ sở đánh giá nước thải là nguồn tài nguyên. II.1. Thành phần nước thải Nước thải có tính chất khác nhau tùy thuộc vào nguồn gốc phát sinh, sẽ tạo ra thành phần chất gây ô nhiễm khác nhau. Nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ (BOD 5 , COD, TSS, N, P, S…) là hàm lượng chất dinh dưỡng có khả năng phân hủy trong tự nhiên, tạo khoáng chất cho cây và các vi sinh vật trong đất. II.2. Lưu lượng nước thải: Lưu lượng nước thải lớn và luôn ổn định, được kiểm soát với những chỉ tiêu độc hại như: kim loại nặng, pH, … 7 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước Do nhu cầu sử dụng nước trong ngành công nghiệp và sinh hoạt cao nên lưu lượng nước thải nhiều, nếu việc xả thải vào nguồn nước sông, suối thì sẽ hòa tan dần vào làm thay đổi tính chất tự nhiên của nước dẫn đến thay đổi hệ sinh thái trong nước gây ô nhiễm môi trường nước. II.3 Thành phần nước thải phân hủy bởi các vi sinh vật trong môi trường. - Phân hợp chất hydrocacbon 2C 6 H 12 O 6 + O 2 > CO 2 + H 2 O + ∆h (năng lượng cho VSV) + mùn (4) Qua phương trình cho ta thấy những hợp chất hydrocacbon phân hủy tạo ra lớp mùn là thành phần dinh dưỡng cho môi trường đất. C x H y O z CO 2 + CH 4 + H 2 O (4) - Hợp chất chứa Nitơ ( phần lớn có trong nước thải sinh hoạt) Nước thải chứa Urê: CO(NH 2 ) 2 + 2H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3 Sau đó bị thối rửa ra: (NH 4 ) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 +1.5O 2 NO 2 - + H 2 O + 2H + NO 2 - + 0.5O 2 NO 3 - Sản phẩm chứa Nitơ qua quá trình phân hủy bởi những vi khuẩn tạo sản phẩm cuối cùng chứa gốc NO 3 - là chất cây và đất có thể hấp thụ. III. Những mô hình xem nước thải là nguồn tài nguyên III.1 Sơ lượt các dạng tài nguyên thu được từ nước thải. (a) Nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm và nước thải đô thị, sinh hoạt được làm nguyên liệu đầu vào cho công nghệ sản xuất Biogas, lượng khí gas là nguồn năng lượng chất đốt tận dụng trở lại cho sản xuất hoặc trong việc đun nấu hằng ngày. Khi mô hình thu khí biogas sẽ làm giảm sử dụng nguồn tài nguyên không thể tái tạo, giảm ô nhiễm môi trường. (b) Nước thải đáp ứng nguồn nước tưới tiêu cho thủy lợi, phục vụ cho nông nghiệp. Nhằm cải thiện chất lượng đất nơi khô cằn thiếu nước vùng khó khăn. 8 VSV Nitrosomonas Nitobacter Vi sinh vật yếm khí Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước III.2 Các mô hình ứng dụng thực tế . III.2.1 Nước ngoài a. Chương trình môi trường quốc gia tại đất nước KENYA thực hiện chương trình sử dụng nước thải cho phục vụ tưới tiêu trong nông nghiệp (5) Dự án đánh tiềm năng việc sử dụng nước thải cho nông nghiệp. - Cách tiếp cận tái sử dụng nước tải và thủy lợi: phương pháp tái sử dụng nước thải cho việc tưới tiêu thay đổi tùy vào những yếu tố sau: + Khối lượng nước và khu vực đất có sẵn ; + Mức độ cần cải thiện; + Các loại cây trồng được tưới; + Năng lực đầu tư của nông dân về vấn đề môi trường Bảng 1: Ví dụ phương pháp tưới tiêu bằng nước thải. (5) Qui mô Loại Mức độ xử lý Phương pháp thủy lợi Cây Trồng Địa điểm thực hiện Những khu Vườn Periurban Không xử lý sông, chảy tràn Rau. Trái cây, thức ăn cho gia súc Quetta, Baluchistan Hệ thống kênh lớn Không xử lý sông, chảy tràn, rãnh hẹp Cỏ 3 lá, ngô, lúa mì León, Mezquital, Mexico Vùng nông vườn, miền rừng núi Bậc thấp, lưu ổn định hồ Rãnh hẹp dài Các loại rau, cây Lima, Perú Nông nghiệp vườn ổn định, xử lý sơ bộ Bơm từ sông chứa dòng thải Các loại rau As Samra, Jỏdan Đồng cỏ Cơ bản, đàm phá Rãnh, phun tưới Đồng cỏ tự nhiên Harare, Zimbabwe Tầng đất xử lý (SAT) Dòng thải được lọc lần 2, SAT cung cấp mức Tiếp theo nước bổ cập nước ngầm, sử dụng Cam quýt, các loại rau California, Dan Region, Israel 9 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước độ cao bình phun nước và hệ thống công nghệ cao khác. b. Sử dụng đất là nơi chứa nước thải là biện pháp kiểm soát ô nhiễm nước hiệu quả và khả thi tại các khu vực khan hiếm nước. Những lợi ích chính của đề án tái sử dụng nước thải là kinh tế, môi trường và sức khỏe liên quan.Trong hai thập kỷ qua, sử dụng nước thải để tưới cây trồng đã được tăng lên đáng kể (Mara và Cairncross, 1989). (6) Một số ví dụ tố về phục hồi kinh tế có liên quan tưới tiêu bằng nước thải tại thung lũng Mesquital – Mexico, thu nhập nông nghiệp từ mức bằng không ở thời điểm trước và khi nước thải được thực hiện thì thu nhập 16 triệu peso/năm trong năm 1990 (6). Đông thời sử dụng nước thải phân cho việc nuôi trồng thủy sản cũng được một nguồn thu nhập đáng kể tại nhiều quốc gia nhưng: Ấn độ, Bangladesh, Indonesia và Peru Bảng 2: Tăng năng suất cây trồng (tấn/ha) trong việc tưới tiêu bằng nước thải (6) Lúa mì Đậu Gạo Khoai tây Cây bông Tưới nước 8yrs 5yrs 7yrs 4yrs 3yrs Nước thải thô 3.34 0.90 2.97 23.11 2.56 Nước thải được lắng cặn 3.45 0.87 2.94 20.78 2.30 Nước thải ao 3.45 0.78 2.98 22.31 2.41 Nước sạch + NPK 2.70 0.72 2.03 17.16 1.70 Source: Shende, 1985 Ghi chú: “yrs” đơn vị năm dung tính giá trị trung bình III.2.2 Thực hiện ở Việt Nam Những chuyên gia môi trường trong nước đã khẳng đinh rác thải là tài nguyên, và điều đó đã được chứng minh với các bằng chứng thiết từ thực tế như các sản phẩm từ rác thải: bán tín chỉ phát thải, tái sụ dụng các rác thải sản xuất đồ nhựa gia dụng, làm phân compost,… Và một lần nữa khẳng định nước thải không còn là vấn đề đau đầu của các 10 [...]... nhất định - Cán bộ quản lý trong tưới tiêu cần được tập huấn kiến thức chuyên môn trong việc tiếp xúc và đánh giá tính chất nước thải khi đem chúng tưới tiêu - Hoạch định phương án cụ thể cho việc tái sử dụng nước thải cho nông nghiệp để cơ quan nhà nước dễ quản lý và đánh giá hiệu quả sử dụng 13 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước 14 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước PHẦN III KẾT LUẬN... thoái nguồn nước do biến đổi khí hậu làm tăng lượng nước mặn, hiện tượng nhiễm mặn sâu vào các cửa sông Chính vì thế nếu ta tận dụng được nguồn nước thải phục vụ trong các công cuộc sản xuất giảm sử dụng nguồn nước sạch thì có thể bảo vệ chất lượng nước trong tương lai Trên thế giới, từ 1990 thực hiện tái sử dụng nước thải, họ xem nước thải còn tốt hơn nước sạch đối với ngành nông nghiệp Sử dụng nước thải... luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước nhà doanh nghiệp mà trở thành một tài nguyên ta có thể tận dụng làm tăng thu nhập cho doanh nghiệp Hiện tại các nhà máy, những dự án áp dụng cơ chế phát triển sạch CDM, nhằm giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường Mô hình này được thong dụng trong các ngành chế biến thực phẩm Ứng dung cơ chế phát triển sạch nghĩa là giảm thiểu phát thải gồm: rác thải, nước thải,... đòi hỏi phải có sự thống nhất giữa bộ phận thủy lợi và quản lý môi trường về nước thải để đưa ra thời gian tưới tiêu hợp lý giúp cải tạo đất và phát triển cây trồng Mặt khác cần trang bị kiến thức cơ bản về nước thải và canh tác tưới tiêu cho cán bộ quản lý để thực hiện tốt dự án này 15 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 ... ( thiếu) nước như thế nào? Đi theo hệ thống cấp nước nào? Hay phải qui hoạch những nhà máy sản xuất trên vùng đất 12 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước khô hạn nếu vậy thì lại khó khăn cho các doanh nghiệp trong việc vận chuyển nguyên liệu và xuất hàng làm chi phí tăng cao không có yếu tố cạnh tranh - Mức tin cậy của người tiêu dụng cho các loại rau, quả, ngũ cốc mà ta tưới tiêu bằng nước thải... giảm phát thải khí CO2 bán được tín chỉ phát thải Tạo nguồn thu lớn cho công ty c Mô hình tạo khí biogas cũng được ứng dụng rộng rãi trong các vùng nông thôn, người dân dùng nước thải vệ sinh chuồng trại gia súc và phân cho vào hầm ủ yếm khí 11 Tiểu luận: sử dụng hợp lý tài nguyên nước gọi là hàm biogas, tại hàm này qua thời gian sẽ sinh ra khí gas dung đun nấu phục vụ cho sinh hoạt hằng ngày của người... hiệu ứng nhà kính Nước thải được ứng dụng là nguồn nguyên liệu thứ cấp để tạo ra sản phẩm năng lượng trong chương trình CDM là nghiên cứu rất bổ ích cho xã hội cho doanh nghiệp và mỗi người dân, họ có thể tự thiết kế qui trình vừa có tính kinh tế riêng vừa bổ sung trong việc tiết kiệm năng lượng hóa thạch III.3 THẢO LUẬN VIỆC SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC THẢI III.3.1 Mặt hạn chế Trong nước thải chưa thành... cho dự án tái sử dụng nước thải trong việc tưới tiêu trong ngành nông nghiệp, để từ đó có thể nhận định được mức tác động lâu dài khi thực hiện và kiểm soát - Các chi tiêu kiểm soát nước thải của cơ quan giám sát môi trường là những con số “biết nói” là công cụ quan trọng trong việc đưa ra phương án tái sử dụng nước thải trong công tác tưới tiêu - Vùng đất, cây trồng khi được chỉ định tưới nước thải cũng... trồng Nước thải là một nguồn tài nguyên cho ta nhiều kết quả bất ngờ về mặt kinh tế lẫn yếu tố phát thải ra môi trường Khi ta biết cách biến đổi và chuyển hóa những chất ô nhiễm thành chất có lợi sẽ thúc đẩy cung kinh tế xã hội tăng cao KIẾN NGHỊ Để thực hiện được việc tái sử dụng nước thải chứa chất ô nhiễm là hữu cơ cho nông nghiệp thì đòi hỏi phải có sự thống nhất giữa bộ phận thủy lợi và quản lý môi... lợi nhuận bổ sung cho dự án Phổ biến là sử dụng chất thải sản xuất khí sinh học (biogas) , lượng khí sinh ra được đem đốt tạo điện phục vụ cho sản xuất a Tây Ninh, Công ty Cổ phần khoai mì Nước Trong phối hợp với Công ty Rhodia Energy GHG (thuộc tập đoàn Rhodia - Pháp) (7) dùng nước thải sản xuất ra khí biogas, công ty tận dụng nguồn khí gas thu được đốt để sấy nguyên liệu và bán được tín chỉ giảm phát . bông Tưới nước 8yrs 5yrs 7yrs 4yrs 3yrs Nước thải thô 3. 34 0.90 2.97 23.11 2.56 Nước thải được lắng cặn 3 .45 0.87 2. 94 20.78 2.30 Nước thải ao 3 .45 0.78 2.98 22.31 2 .41 Nước sạch + NPK 2.70 0.72. cho VSV) + mùn (4) Qua phương trình cho ta thấy những hợp chất hydrocacbon phân hủy tạo ra lớp mùn là thành phần dinh dưỡng cho môi trường đất. C x H y O z CO 2 + CH 4 + H 2 O (4) - Hợp chất. sinh hoạt) Nước thải chứa Urê: CO(NH 2 ) 2 + 2H 2 O = (NH 4 ) 2 CO 3 Sau đó bị thối rửa ra: (NH 4 ) 2 CO 3 = 2NH 3 + CO 2 + H 2 O NH 4 +1.5O 2 NO 2 - + H 2 O + 2H + NO 2 - + 0.5O 2 NO 3 - Sản