Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang

2.1.4 Khái niệm ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước * Ô nhiễm môi trường Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới WHO thì “ Ô nhiễm môi trường là sự đưa vào môi trường các chấ

- -

NGUYỄN VĂN CƯỜNG

Tên đề tài:

“ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI XÃ BÌNH SƠN

LỤC NAM – BẮC GIANG"

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ÐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2010 - 2014

GV hướng dẫn : TS Dư Ngọc Thành Khoa: Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm

Thái Nguyên, năm 2014

để giải quyết vấn đề cụ thể

Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô giáo khoa Môi trường, Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo môi trường thuận lợi nhất trong suốt thời gian

em theo học ở Trường

Em xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo TS Dư

Ngọc Thành người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, dìu dắt và luôn động viên

em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Các bác, bá, anh chị tại xã Bình Sơn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập và viết báo cáo

Cuối cùng, em chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè

và những người thân, những người đã luôn động viên, tạo điều kiện, góp ý và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận

Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, do kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn hạn chế nên chắc chắn em không tránh khỏi những sai sót

Em rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến từ phía các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn nữa

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Văn Cường

DANH MỤC VIẾT TẮT

oxy hoá các chất hữu cơ

các hợp chất hoá học

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho

phép trong nước thải sinh hoạt 5

Bảng 2.2 Nồng độ các chất ô nhiễm nước thải [19] 7

Bảng 2.3 : Các chất có mùi gây ô nhiễm nước [22] 8

Bảng 2.4 Ứng dụng quá trình xử lý hoá học 11

Bảng 2.5 Vai trò của thực vật trong xử lý 12

Bảng 3.1 Các thông số được phân tích theo các TCVN hiện hành 19

Bảng 4.1 Tình hình sử dụng nước sinh hoạt của người dân xã Bình Sơn 24

Bảng 4.2 Hiện trạng nước thải sinh hoạt của các hộ gia đình xã Bình Sơn 25

Bảng 4.3 Các kiểu nhà vệ sinh được các hộ gia đình sử dụng trên địa bàn xã 26

Bảng 4.4 Các kiểu chuồng trại chăn nuôi tại các hộ gia đình 27

Bảng 4.5 Đánh giá chất lượng nước dùng cho sinh hoạt tại địa phương: 27

Bảng 4.6 : thể hiện các ngành nghề của xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang 28

Bảng 4.7 : Ước lượng nước tiêu thụ và thải ra của người dân/năm 31

Bảng 4.8 Các thành phần ô nhiễm chính có trong nước thải của người dân 32

Bảng 4.9 Kích thước định hình các bể lắng đứng bằng bê tông cốt thép có thể tham khảo bằng bảng sau 39

Bảng 4.10 : Tiêu chuẩn tưới theo nhiệt độ môi trường 41

Bảng 4.11 : Tiêu chuẩn tưới theo một số loại cây trồng 41

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1 :Biểu đồ thể hiện các ngành nghề của xã Bình Sơn – Lục Nam –

Bắc Giang 29

Hình 4.2 : Nồng độ thành phần ô nhiễm chính có trong nước của người dân 32

Hình 4.3 : Các vùng lắng trong bể lắng ngang 36

Hình 4.4 : Sơ đồ bể lắng ngang 37

Hình 4.5 : Sơ đồ các vùng lắng trong bể lắng đứng 38

Hình 4.6 : Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT hoàn chỉnh 42

MỤC LỤC

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 3

1.3 Yêu cầu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập 3

1.4.2 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học 3

1.4.3 Ý nghĩa trong thực tế 3

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở pháp lý 4

2.2 Cơ sở khoa học 5

2.2.1 Nước và vai trò của nước 5

2.1.2 Nước thải và phân loại nước thải 6

2.1.3 Biểu hiện đặc trưng của nước thải 8

2.1.4 Khái niệm ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước 9

2.2 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt trên Thế Giới và ở Việt Nam 9

2.2.1 Tình hình nghiên cứu xử lý nứơc thải ở Việt Nam 9

2.2.2 Các biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt 10

2.2.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nứơc thải trên Thế Giới 13

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 17

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17

3.1.2 Địa điểm và thời gian tiến hành 17

3.2 Nội dung nghiên cứu 17

3.3 Phương pháp nghiên cứu 17

3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp 17

3.3.2 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 17

3.3.3 Phương pháp lấy mẫu nước, bảo quản và phân tích 17

3.3.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá số liệu 20

3.3.5 Phương pháp chuyên gia 20

3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 20

3.3.7 Phương pháp khảo sát thực địa 20

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Bình Sơn 20

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 20

4.1.2 Các nguồn tài nguyên 21

4.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 22

4.2 Đánh giá chất lượng nước thải trên địa bàn xã Bình Sơn 24

4.2.1 Nguồn nước và tình hình sử dụng nước sinh hoạt 24

4.2.2 Nước thải sinh hoạt 25

4.2.3 Đánh giá hiện trạng vệ sinh môi trường tại xã Bình Sơn 26

4.2.4 Đánh giá hiện trạng nước thải từ sản xuất và làng nghề 28

4.3 Đề xuất một số giải pháp xử lý nước thải tại Xã 33

4.3.1 Khử trùng nước thải bằng clorua vôi 33

4.3.2 Bể lắng quy mô hộ gia đình 34

PHẦN 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44

5.2 Tồn tại 45

5.3 Đề nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

độ Hoạt động của con người, nhất là hoạt động trong sản xuất công nghiệp

đã để lại hậu quả khó lường đối với môi trường Vì vậy bảo vệ môi trường khỏi bị ô nhiễm bởi các loại chất thải như nước thải, chất thải rắn, khí thải

là mối quan tâm của toàn xã hội

Tốc độ CNH – HĐH nhanh và và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước Nếu như người dân đô thị phải chịu

sự ô nhiễm do tình trạng tồn ứ nước, rác thải sinh hoạt và công nghiệp, ô nhiễm khí do bụi thì người dân nông thôn phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm từ nước, rác thải sinh hoạt, từ các nhà vệ sinh không đảm bảo, từ các khu chăn nuôi gia súc, gia cầm hay các làng nghề sản xuất

Môi trường bị ô nhiễm sẽ dẫn đến rất nhiều bệnh tật, là nguyên nhân gây gia các bệnh về đường hô hấp, đường tiêu hoá, và nhiều bệnh phụ khoa khác Trên thực tế, từ nhiều năm qua các cấp, các nghành từ TW, tỉnh, huyện, đến các xã phường, thôn xóm đều chú trọng đến công tác tuyên truyền bảo vệ môi trường như: Vệ sinh đường làng, ngõ xóm, khơi thông cống rãnh thoát nước sinh hoạt nhưng việc thực hiện diễn ra rất khiêm tốn Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước chủ yếu là do hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người Nó tạo nên các loại nước thải như: Nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nông nghiệp, nước thải làng nghề và thường cuốn theo chất rắn, chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, phân

bón cũng có nguyên nhân ô nhiễm từ hậu quả của chiến tranh như tồn dư các chất hoá học, độc hại, thuốc nổ, chất phóng xạ Ngoài ra, nguồn nước còn bị ô nhiễm do cấu tạo địa chất, xâm nhập mặn ở các vùng ven biển, ô nhiễm từ nước sông ngòi, kệnh rạch, ô nhiễm phèn

Theo các tài liệu khoa học trên thế giới, đã phát hiện thấy có gần 400 mặt bệnh có khả năng lây truyền qua nước bẩn Có hai con đường quan trọng nhất làm lây truyền bệnh cho con người liên quan đến nước đó là các

vi sinh vật có khả năng truyền bệnh sang người và các chất hoá học, chất phóng xạ tồn tại trong nước Các tác nhân này gây nên nhiều bệnh như tả,

lỵ, thương hàn, tiêu chảy, bại liệt, viêm gan, giun sán, lỵ amip và các bệnh liên quan đến di truyền Các bệnh này đặc biệt rất dễ gây thành dịch lớn làm nguy hại đến sức khoẻ cộng động nêu không có biện pháp phòng chống dịch tốt

Trên thực tế, cải thiện môi trường sống là cách phòng chống các loại dịch bệnh tốt nhất Chính vì vậy mà hiện nay ở các khu công nghiệp và đô thị cũng như là ở các vùng nông thôn, người ta phải áp dụng các biện pháp

tổ chức, kỹ thuật hạn chế hoặc giảm thiểu các tạp chất độc hại theo nước thải ra môi trường

Một trong nhưng biện pháp tích cực đó là tổ chức thoát nước và xử lý nước thải khi xả ra nguồn Nếu không giải quyết tốt việc thoát nước và xử

lý nước thải, sự ô nhiễm các nguồn nước, ô nhiễm môi trường sẽ dẫn tới những hậu quả vô cùng xấu đến sức khoẻ con người và gây tổn thất cho nhiều nghành kinh tế quốc dân

Bình Sơn là một xã thuộc vùng 135 với tổng số dân là 6721 người, sinh sống và sản xuất trên tổng diện tích là 2.680 ha Hệ thống giao thông được nâng cấp, mở rộng, thuận lợi cho việc phát triển kinh tế, giao lưu buôn bán ở trong và ngoài xã, đời sống của người dân dần được cải thiện Song song với đó là việc ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường nói riêng do nước thải sinh hoạt, sản xuất, nông nghiệp Các loại nước thải này rất nhiều và chưa hề được xử lý trước khi xả ra môi trường Vì thế nhu cầu cải thiện môi trường sống, xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường là một trong những nhu cầu bức thiết của không chỉ xã Bình Sơn

Với mong muốn thỏa mãn một phần yêu cầu thiết kế, xây dựng, cải

tạo môi trường nước ở khu vực nông thôn, em xin tiến hành đề tài” Đánh

giá hiện trạng và đề xuất giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang”

1.2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá được các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tại xã Bình Sơn

- Đánh giá được thực trạng nước thải tại xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang

- Các giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại Xã

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã

- Đánh giá các nguồn nước thải sinh hoạt tại Xã

- Các giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt tại Xã

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.2 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học

Làm tài liệu tham khảo cung cấp cho các ban ngành của xã Bình Sơn về công tác quản lý, bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi trường nước

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở pháp lý

- Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam ban hành ngày 29/12/2005 của Bộ

Tài nguyên và Môi trường

- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 đã được Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/06/2012, có hiệu lực từ ngày 01/01/2013

- Thông tư liên tịch 125/2003/TTLT-BTC-BTNMT ngày 18/12/2003 về việc hướng dẫn thực hiện Nghị định số 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm

2003 của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Quyết định số 34/2005/QĐ- TTg ngày 22/02/2005 của Thủ tướng Chính phủ ban hành Chương trình hành động của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 41/NQ- TW ngày 15/11/2004 của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/08/2006 của chính phủ về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về Môi trường

- Tiêu chuẩn Môi trường Việt Nam TCVN 5945:2005, Nước thải công nghiệp - tiêu chuẩn thải

- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 08:2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 09:2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước ngầm

- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 14:2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

- Quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT - QCKTQG về nước thải công nghiệp

- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 28:2010/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế

Bảng 2.1: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa

cho phép trong nước thải sinh hoạt

4 Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 30

5 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 6

2.2 Cơ sở khoa học

2.2.1 Nước và vai trò của nước

Nhờ có nước, sự sống trên trái đất được hình thành, tồn tại và phát triển

từ xa xưa cho đến ngày nay Nước chính là nguồn gốc của sự sống Các quá trình sống được thực hiện rất phức tạp, và chúng chỉ có thể diễn ra trong điều kiện có sự tham gia của nước

Nước là chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị, nước

Vì thế, sự sống xuất hiện trong ao hồ, sông, ngòi, biển cả và đáy đại dương [16]

Nước có mặt trong các cơ thể sống và mang dinh dưỡng đến tất cả các

tế bào sống Có thể nói, nước tham gia vào việc vẩn chuyển tất cả các chất hòa tan đi khắp sinh quyển

Chu trình vận động của nước trong tự nhiên diễn ra theo một vòng tuần hoàn Hơi nước bốc lên từ đại dương được không khí mang vào đất liền, hòa cùng với hơi nước bốc lên từ ao hồ, sông suối, và sự thoát hơi nước từ thực

vật, động vật đã ngưng tụ tạo thành mưa hoặc tuyết dơi xuống mặt đất, lượng nước còn lại chủ yếu theo các nguồn nước mặt hoặc nước ngầm chảy ra biển

và đại dương

Nước là nguồn nguyên liệu đặc biệt, không chất nào có thể thay thế được Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của mỗi quốc gia Tổng trữ lượng nước trên trái đất là rất lớn ( 1.386 triệu km3 ), nhưng nước ngọt và nước sạch dùng cho con người thì có hạn vì sự tái tạo lại dường như phân bố không đều và không kịp cho nhu cầu sử dụng Nước ngọt chiểm khoảng 2,7

% tổng trữ nước trên trái đất, trong đó nước ở dạng băng là 77,22 %, nước ngầm 22,42 %, hồ đầm 0,35 %, sông suối 0,01 % lượng nước ngọt Nguồn nước ngầm thường có xu hướng giảm do khai thác nhiều mà không được bổ sung kịp thời [32]

Con người phải dùng nước cho sinh hoạt và sản xuất Trong đời sống động vật có thể chết nếu bị mất 10 đến 20 % lượng nước trong cơ thể Trung bình mỗi ngày, một người cần đưa vào cơ thể ( qua ăn, uống nước ) từ 2,5 – 4 lít nước, còn nước dùng cho sinh hoạt của con người thì lớn hơn nhiều Xã hội càng phát triển thì nhu cầu xử dụng nước cho sinh hoạt ngày càng tăng lên Nhu cầu nước dùng để sản xuất một tấn bún hay bánh phở trung bình cần 10

m3 nước, sản xuất một tấn thép cẩn khoảng 25 m3, còn sản xuất một tấn giấy cần tới 100 m3 nước [32]

Người ta coi rằng 80 % nước sạch tiêu thụ sẽ biến thành nước thải, vì thế có thể lượng nước thải mà con người xả ra môi trường là rất lớn, và nó đòi hỏi phải có biện pháp thiết thực để giải quyết

2.1.2 Nước thải và phân loại nước thải

Theo TCVN 1980 – 1995 và ISO 6107/1 – 1980: Nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã được xử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp với quá trình đó

Người ta còn định nghĩa nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng, đó là

cơ sở trong việc lựa chọn các biện pháp giải quyết hoặc công nghệ xử lý

Nước thải sinh hoạt : Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

Nước thải công nghiệp ( hay còn gọi nước thải sản xuất ): là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là củ yếu Nước thải thấm qua : là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố ga hay

Theo nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải, người ta còn phân ra các loại nước thải : loại mạnh, loại yếu, loại trung bình

Bảng 2.2 Nồng độ các chất ô nhiễm nước thải [19]

Chất ô nhiễm trong nước thải Nồng độ ( mg/l)

Loại mạnh Loại yếu Loại trung bình Tổng chất rắn ( TS ) ≥ 1200 ≤ 350 700

Chất rắn lơ lửng ( SS ) ≥ 350 ≤ 100 250

Nhu cầu oxy sinh hóa ( BOD5 ) ≥ 300 ≤ 100 200

Nhu cầu oxy hóa học ( COD ) ≥ 1500 ≤ 250 500

Tác hại đến môi trường của nước thải do thành phần các chất ô nhiễm tồn tại trong nước thải gây ra như sau:

COD, BOD: sự khoáng hóa, ổn định chất hữu cơ tiêu thụ một lượng lớn

và gây thiếu hụt oxy của nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng tới hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm quá mức, kiều kiện yếm khí có thể hình thành Trong các quá trình phân hủy yếm khí sinh ra các sản phẩm như H2S, NH3,

CH4 làm nước có mùi hôi thối và làm giảm PH của môi trường

SS : lắng đọng ở nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí

Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng ít nhưng cũng tác động đến đời sống của thủy dinh vật dưới nước

Vi trùng gây bệnh : gâu nên các bệnh lan truyền bằng đường nước

Amonia, P : đây là những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, nếu nồng độ trong nước quá cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng

Màu : mất mỹ quan

Dầu, mỡ : gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy bề mặt

2.1.3 Biểu hiện đặc trưng của nước thải

Bằng trực giác, con người có thể nhận thấy được các chất hòa tan trong nước thải có hàm lượng tương đối cao Nước thải có những biểu hiện đặc trưng sau

Độ đục : nước thải không trong suốt Các chất rắn không hòa tan tạo ra các huyền phù lơ lửng Các chất lỏng không tạo ra dạng nhũ tương lơ lửng hoặc tạo váng trên mặt nước Sự xuất hiện các chất keo làm cho nước có độ đục nhớt

Mùi : nước không có mùi, mùi của nước thải chủ yếu là do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong thành phần có nguyên tố N, P và S Xác các vi sinh vật, thực vật có protein là hợp chất hữu cơ điển hình tạo bởi các nguyên tố N,P,S nên khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh Các mùi khai là Amoniac ( NH3

), tanh là Amin ( R3N, R2NH- ), Phophin ( PH3 ), mùi thối là Hidro sunphua (

H2S ) Đặc biệt, chất chỉ cần một lượng rất ít có mùi rất thối, bám dính rất dai

là các hợp chất Indol và Scatol được sinh ra từ sự phân hủy Tryptophon, một trong 20 Amino axit tạo nên Protein của vi sinh vật, thực vật, và động vật

Bảng 2.3 : Các chất có mùi gây ô nhiễm nước [22]

Trứng thối Bắp cải thối Hôi, thối Thịt thối Hăng nồng Cay xè

Màu sắc : Nước tinh khiết không màu nhưng sự xuất hiện màu trong nước thải rất dễ nhận biết Màu sinh ra do sự phân giải của các chất lúc đầu không màu Màu xanh là sự phát triển của tảo lam trong nước Màu vàng là biểu hiện của sự phân giải và chuyển đổi cấu trúc sang các hợp chất trung gian của các hợp chất hữu cơ Màu đen biểu hiện của sự phân giải gần hết mức cuối cùng của các hợp chất hữu cơ

Vị : Nước tinh khiết không có vị và trung tính với Ph = 7 nước có vị chua là do tăng nồng độ axit của nước ( PH < 7 ) Các axit ( H2SO4, HNO3 )

và các oxit axit ( NxOy, CO2, SO2 ) từ khí quyển và từ nước thải công nghiệp

đã tan trong nước làm cho độ pH của nước giảm xuống Vị nồng là biểu hiện của kiềm ( pH > 7 ) Các cơ cở công nghiệp dùng bazo thì lại đẩy độ pH trong nước lên cao Vị mặn chát là do một muối vô cơ hòa tan, điển hình là muối ăn ( NaCl ) có vị mặn [5]

2.1.4 Khái niệm ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước

* Ô nhiễm môi trường

Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì “ Ô nhiễm môi trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường”

* Ô nhiễm môi trường nước

Sự ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật Theo hiến chương Châu Âu: Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông nghiệp, cho công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi cũng như các loài hoang dại

2.2 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt trên Thế Giới và ở Việt Nam

2.2.1 Tình hình nghiên cứu xử lý nứơc thải ở Việt Nam

Nước thải sinh hoạt là một vấn đề quan trọng cho những thành phố lớn

và đông dân cư, nhất là đối với các quốc gia đã phát triển Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước

là vấn đề rất đáng lo ngại , vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình

trạng thô sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẵng, Cần Thơ v.v…, việc giải quyết và xử lý nước thải này hầu như không thể thực hiện được Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy thẳng vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai đoạn xử lý, độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép, các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; Ôxy hoà tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP

Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số 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 nên 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 Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu

Từ hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt trên,chúng tôi đi đến nghiên cứu đề tài này để xử lý nước thải sinh hoạt từ nguồn,góp phần giảm ô nhiễm

2.2.2 Các biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt

hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động

ổn định

Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm không đáng kể.Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 – 15%

Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

- Bể keo tụ, tạo bông

Các quá trình

khác

Nhiều loại hoá chất được sử dụng để đạt được những mục tiêu nhất định nào đó Ví dụ như dùng hoá chất để kết tủa các kim loại nặng trong nước thải

* Biện pháp sinh học

Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hoá hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ

Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và các chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo từng nhóm vi khuẩn mà sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau và phụ thuộc vào khả năng tài chính, diện tích đất mà người ta có thể

sử dụng hồ sinh học hay các bể nhân tạo để xử lý

* Vai trò của thực vật trong xử lý nước thải sinh hoạt

Bảng 2.5 Vai trò của thực vật trong xử lý Các bộ phận

 Có tác dụng lọc —> lọc các vật thể trong dòng nước thải;

 Giảm tốc độ dòng thải —> tăng tốc độ lắng đọng, giảm nguy cơ xáo trộn;

 Cung cấp bề mặt dính bám cho các màng sinh học;

 Nhả khí oxy thông qua quá trình quang hợp —> tăng cường quá trình phân hủy hiếu khí;

 Tiêu thụ chất dinh dưỡng

 Tiêu thụ chất dinh dưỡng;

 Làm phát sinh các chât kháng sinh

Vai trò quan trọng nhất của thực vật trong chức năng xử lý nước thải là dựa trên các đặc tính vật lý của các mô thực vật như kiểm soát sói mòn, lọc nước, tạo nơi sống và hoạt động cho các VSV Sự trao đổi chất của các thực vật (sự hấp thụ, thải khí oxy, vv ) ảnh hưởng đến viêc xử lý nước theo những cấp độ khác nhau tùy theo thiết kế Thực vật còn có vai trò đáng quý khác như tạo cảnh quan, môi trường sống cho các loài thú hoang dã [26]

Đặc tính vật lý

Sự có mặt của thực vật trong các bãi lọc làm giảm tốc độ dòng chảy tạo

ra điều kiện tốt hơn cho quá trình lắng đọng các chất rắn, giảm nguy cơ sói mòn và xáo trộn, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và thực vật Trong Mô hình đất ướt (hệ thống dòng chảy đứng), thực vật với các chức năng hoạt động của hệ rễ làm giảm nguy cơ tắc nghẽn dòng chảy trong lớp vật liệu lọc

Thực vật bao phủ bãi lọc giống như màng sinh học ngăn giữa không khí

ẩm và đất ẩm hoặc bề mặt nước tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa của nhiều thông

số môi trường Giảm tốc độ gió gần mặt đất hoặc mặt nước làm giảm sự xáo trộn của các chất lắng Vì vậy có thể loại bỏ các chất rắn khỏi nước thải bởi quá trình lắng đọng Tuy nhiên nhược điểm của việc giảm tốc độ gió gần bề mặt nước là giảm khả năng làm thoáng trong nước

Các tán lá thực vật ngăn khả năng truyền ánh sáng mặt trời, làm cho quá trình sinh sôi của tảo dưới tán cây bị chậm lại Đối với các vùng khí hậu ôn đới, cây cỏ có thể giữ cho đất khỏi bị đóng băng khi có tuyết bao phủ vào mùa đông

2.2.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nứơc thải trên Thế Giới

Trên thế giới, có nhiều giải pháp xử lý chất hữu cơ cho nguồn nước

như : Keo tụ tăng cường, tuyển nổi, lọc tăng cường, lọc màng, ozon hóa, brom hóa… phổ biến nhất vẫn là công nghệ hấp thụ bằng than hoạt tính, hay gần đây là hấp thụ tăng cường bằng than hoạt tính kết hợp với ozon hóa trước đó ( quá trình hấp thụ cộng lọc sinh học BAC )

Than hoạt tính là chất hấp thụ phổ biến, đã được áp dụng lâu đời trong xử lý nước để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ tự nhiên ( NOMs ), các chất ô nhiễm vô cơ, các chất hữu tổng hợp khó phân hủy như phenols, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa… than hoạt tính được chế tạo từ nhiều nguồn vật liệu như gỗ, gáo dừa, nhựa than đá… Những nguyên liệu này được hóa than từ từ ở nhiệt độ cao trong chân không, được hoạt hóa ở nhiệt độ

700 – 12000C ( tùy thuộc vào vật liệu ) trong điều kiện không có oxy Qúa trình này tạo nên loại vật liệu hấp thụ xốp, có rất nhiều lỗ, hang nhỏ li ti, bề mặt gồ ghề, với diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, có tác dụng hấp phụ lớn và giữ các tạp chất trong nước Than hoạt tính lọc nước nhờ hai cơ chế chính :

+ Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn trong các lỗ rỗng nhỏ

+ Hấp phụ các tạp chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp phụ bề mặt hoặc trao đổi ion

Sau một thời gian sử dụng ( thời gian này tùy thuộc vào loại và lượng chất ô nhiễm ), than hoạt tính được hoàn nguyên bằng nhiệt hay hóa chất ( quá trình oxy hóa hay điện hóa )

Than hoạt tính xử lý nước gồm hai dạng chính : than hoạt tính dạng bột ( PAC ) và than hoạt tính dạng hạt ( GAC )

Hấp thụ bằng than hoạt tính là công nghệ được sử dụng phổ biến, tuy nhiên kinh nghiệm của Nhật Bản về phương pháp xử lý nước thải tại nguồn ( tiếng nhật là Johkasou ) cũng cho hiệu quả đáng kể

Trước những năm 50 của thế kỷ XX người dân Nhật Bản đã phải chịu nhiều tác hại của ô nhiễm môi trường gây ra như khói bụi và nước thải không qua xử lý… Do quá trình CNH – HĐH gây ra Tuy nhiên, mấy chục năm trở lại đây các nguồn gây ô nhiễm này gần như được kiểm soát hoàn toàn, có được điều này phải nhờ đến “ Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại nguồn “, theo tiếng Nhật gọi là Johkasou Hai phương pháp xử lý nước thải tại nguồn và xử lý nước thải tập trung đang được xử lý song hành tại Nhật Theo tài liệu thống kê của Bộ môi trường Nhật Bản năm

2003 hiện nay 70 % người dân Nhật có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, 23 % ( tức 28 triệu người ) sử dụng hệ thống Johkasou còn lại 7 % sử dụng bể phốt [28]

Johkasou có cấu tạo đơn giản và chủ yếu xử lý nước thải đen ( Phân

và nước thải từ nhà vệ sinh ), theo đó chỉ khoảng 60 % BOD được xử lý Cấu tạo và chức năng hoạt động : Johkasou gồm phần vỏ được chế tạo bằng vật liệu Dicyclopentadiene – polymer hoặc nhưa Composite kết hợp sợi hóa học đi kèm là máy bơm khí Johkasou cải tiến gồm năm ngăn ( bể ) chính

Không chỉ có Nhật Bản, mà Hàn Quốc cũng cho ra đời công nghệ xử

lý nước thải tiên tiến Công nghệ này sử dụng quy trình EF – BNR để loại

bỏ các chất hữu cơ, khử Nito, photpho và sau đó là tách bùn Ngoài ra sử dụng Chitosan TiO2 trong khâu tiền lọc giúp triệt tiêu 90 % các vi khuẩn độc hại từ nước thải bệnh viện, quy trình công nghệ này đặc biệt để xử lý nước thải từ bệnh viện

Điểm nổi bật của công nghệ này là sử dụng bộ lọc Nano CMD để cung cấp khí cho quy trình tuyển tách bùn bằng sục khí qua bộ lọc Việc nén khí áp suất cao qua các bộ lọc Nano CMD làm tăng tốc độ di chuyển bọt khí, tăng số lượng hạt khí, mang theo bùn rắn cần tách lên bề bể xử lý, nhờ đó làm rút ngắn thời gian tách bùn so với công nghệ bể hút chất kết tủa sử dụng hóa chất Với lưu lượng nước thải lớn, việc rút ngắn thời gian

xử lý sẽ làm giảm thể tích bồn chứ nước thải chờ xử lý, nhờ đó giảm không gian xử lý và giảm chi phí các thiết bị bể chứa.[35]

Ở Singgapore, hàng chục năm nay phải nhập khẩu nước từ bang Johor – Malaysia Nhưng hiệp ước mua bán nước cấp quốc gia sẽ hết hạn lần lượt vào các năm 2011 và 2061, quan hệ song phương thường bị ảnh hưởng bởi những bất đồng về giá nước thô Cho nên Singapore đã tái chế nước thải thành nước uống với tên gọi là ( NEWater ) Mặc dù chi phí không nhỏ nhưng học đã quyết định dùng cả ba cấp xử lý:

Ở Israel, nước thải sinh hoạt và công nghiệp đều được thu gom vào các hệ thống xử lý tập trung Ở các hệ thống này, sử dụng các giải pháp

xử lý dựa vào từ tính sử dụng thanh nam châm để tách các chất hữu cơ độc hại như dầu, chất tẩy rửa, hóa chất nhuộm và kim loại nặng trong nước thải Xử lý bằng phương pháp kết đông điện từ ( xử lý loại bỏ kim loại nặng trong nước bằng việc đưa hydroxyt kim loại trùng hợp, là phương pháp dùng để xử lý nước thải công nghiệp và đô thi ) Xử lý bằng cách làm lắng đọng ( nước được làm sạch bằng việc lắng chất bẩn có thể được sử dụng trong nông nghiệp )

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hiện trạng nước thải sinh hoạt tại xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang

- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ tìm hiểu về hiện trạng nước thải sinh hoạt tại một xã

3.1.2 Địa điểm và thời gian tiến hành

- Địa điểm: Xã Bình Sơn – Lục Nam – Bắc Giang

- Thời gian: 24/01/2014 đến 30/4/ 2014

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Bình Sơn

- Đánh giá thực trạng nước thải trên địa bàn xã Bình Sơn

- Đề xuất một số giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt trên tại xã

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp

- Phát 50 phiếu điều tra về chất lượng môi trường nước thải sinh hoạt

trên địa bàn xã

Chọn 50 hộ gia đình từ các thôn ở xã Theo phương pháp này, 5 hộ gia đình sẽ được chọn từ mỗi thôn, phường theo phương pháp ngẫu nhiên Việc sử dụng phương pháp này thường nhanh, dễ áp dụng, đơn giản trong điều kiện thực địa

3.3.2 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Bình Sơn ở phòng Tài nguyên & Môi trường của huyện Lục Nam, phòng Thống kê huyện Lục Nam

3.3.3 Phương pháp lấy mẫu nước, bảo quản và phân tích

- Các chỉ tiêu nghiên cứu:

+ Đối với nước thải công nghiệp: Các chỉ tiêu nghiên cứu là pH, COD, BOD5, TSS, kim loại nặng, dầu mỡ, Coliform

+ Đối với nước thải bệnh viện: Các chỉ tiêu nghiên cứu là pH, COD, BOD5, TSS, S2-, NO3-, NH4-, PO43-, Coliform

+ Đối với nước thải sinh hoạt: Các chỉ tiêu nghiên cứu là: pH, BOD5, TSS, S2-, NO3-, NH4-, dầu mỡ, Coliform

+ Đối với nước mặt: Các chỉ tiêu nghiên cứu là: pH, BOD5, COD, TSS,

- Các thủ tục đảm bảo chất lượng lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường phải được tuân thủ đúng theo hướng dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong quan trắc và phân tích môi trường theo Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT ngày 22 tháng 10 năm 2007 Cụ thể phải lưu ý đến một

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:

Bảng 3.1 Các thông số được phân tích theo các TCVN hiện hành

(Nguồn: Trung tâm quan trắc và công nghệ môi trường – Sở Tài nguyên &

Môi trường tỉnh Bắc Giang)

3.3.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích, đánh giá số liệu

Kết quả phân tích các mẫu nước thải được tổng hợp so sánh với QCVN nhằm đánh giá hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải tại xã Bình Sơn:

- So sánh với tiêu chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, để đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt

3.3.5 Phương pháp chuyên gia

- Tham khảo ý kiến của một số chuyên gia trong lĩnh vực môi trường như các cán bộ tại Phòng Tài nguyên & Môi trường để tìm hiểu về thực trạng nước thải, tình hình ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng của nước thải đến chất lượng nước thải sinh hoạt khu vực xã Bình Sơn

- Tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các giáo viên trong nhà trường tham khảo về các giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt, các phương pháp, sơ đồ hệ thống xử lý nước thải

3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu

Các kết quả thu thập được thống kê thành các bảng, sơ đồ, hiệu chỉnh hợp lý và đưa vào báo cáo chủ yếu sử dụng 2 phần mềm Microsoft Word để soạn thảo báo cáo và Microsoft Excel để xử lý số liệu và vẽ biểu đồ

3.3.7 Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp này phục vụ cho việc nhìn sơ bộ và tổng quát về vấn đề nghiên cứu Giúp thu thập thêm thông tin cho bước tổng hợp và phân tích thông qua việc thực hiện như đi khảo sát, chụp ảnh, quan sát hiện trạng môi trường nước, các biện pháp, hệ thống xử lý nước thải tại khu vực nghiên cứu

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Bình Sơn

4.1.1 Điều kiện tự nhiên