Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để tái sử dụng nước thải sinh hoạt ngay tại nguồn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGUYỄN XUÂN HOÀN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT NGAY TẠI NGUỒN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - năm 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGUYỄN XUÂN HOÀN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT NGAY TẠI NGUỒN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI MÃ SỐ: 62.85.06.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TSKH Ngô Kế Sương TS Ngô Hoàng Văn TP Hồ Chí Minh - năm 2010 LỜI CAM KẾT Tôi tên : Nguyễn Xuân Hoàn Sinh ngày : 05 tháng 11 năm 1972, Nơi sinh : Thái Bình Đơn vị công tác : Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh, Bộ Công thương Địa : Số 12, Nguyễn Văn Bảo, Phường 4, Quận Gò Vấp, TP HCM Tác giả đề tài : “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để tái sử dụng nước thải sinh hoạt nguồn” Thuộc chuyên ngành : Công nghệ môi trường nước nước thải Mã số : 62.85.06.01 Xin cam kết : Đề tài đề tài hoàn toàn mới, chưa nghiên cứu công bố trước công chúng nội dung kết trùng với nội dung nghiên cứu tác giả thuộc đề tài Nội dung đề tài gồm hai phần chính, thứ nhất; nghiên cứu xử lý ammonium nồng độ thấp nước thải sinh hoạt phương pháp oxy hóa thiếu khí kết hợp anammox thứ hai; nghiên cứu khả tái sử dụng nước thải sinh hoạt để dùng đô thị Đề tài tác giả tiếp cận từ lâu thông qua trước Hội đồng bảo vệ đề cương Nghiên cứu sinh vào tháng năm 2005 Viện Môi trường Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP HCM Chuyên ngành nước nước thải thuộc lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu mà tác giả nghiên cứu giảng dạy Những kết nghiên cứu đề tài áp dụng thực tế mang lại hiệu thiết thực, giúp môi trường phát triển bền vững LỜI CÁM ƠN Tác giả xin chân thành cám ơn thầy PGS TSKH Ngô Kế Sương thầy TS Ngô Hoàng Văn hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận án Xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới lãnh đạo Viện Môi trường Tài nguyên, Đại học Quốc gia TP HCM, đặc biệt thầy GS TS Lâm Minh Triết, thầy PGS TS Nguyễn Văn Phước, thầy PGS TS Đinh Xuân Thắng, TS Lê Đức Trung tận tình giúp đỡ, bảo, giành nhiều thời gian trao đổi để tác giả hoàn thành công trình Xin cám ơn thầy PGS TS Nguyễn Phước Dân, Trưởng khoa Môi trường, Đại học Bách khoa TP HCM cung cấp tài liệu chuyên ngành, trao đổi kinh nghiệm chuyên môn, đồng thời góp ý ý kiến quý báu giúp tác giả xác định hướng nghiên cứu cách đắn Xin chân thành cám ơn thầy TS Tạ Xuân Tề, Hiệu trưởng trường Đại học Công nghiệp TP.HCM (đơn vị công tác tác giả), Ban giám hiệu, Lãnh đạo đơn vị toàn thể đồng nghiệp trường ĐH Công nghiệp TP HCM động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả có nhiều thời gian hoàn thành công trình nghiên cứu Xin chia sẻ niềm vinh dự vợ, gia đình, hậu phương vững tạo điều kiện thuận lợi, động viên tinh thần, giúp tác giả hoàn thành công trình nghiên cứu MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Tính cần thiết đề tài Mục tiêu, nội dung phương pháp luận nghiên cứu .4 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu Tính tính khoa học đề tài Ý nghĩa kinh tế xã hội .6 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .7 1.1 Các hình thức tái sử dụng lại nước thải .8 1.1.1 Tái sử dụng nước thải đô thị 1.1.2 Tái sử dụng nước thải nông nghiệp 10 1.1.3 Tái sử dụng nước thải sản xuất công nghiệp 12 1.1.4 Tái sử dụng nước thải để tái tạo cảnh quan .14 1.1.5 t nước thải t ong tầng nước ngầm 15 1.2 Tình hình tái sử dụng nước thải 16 1.2.1 T ên giới 16 1.2.1.1 Tại ingapore 16 1.2.1.2 Tại Nhật ản 17 1.2.1.3 Tại Pháp 17 1.2.1.4 Tại Ital 18 1.2.1.5 Tại Is ael 19 1.2.1.6 Tại Vương quốc Anh .19 1.2.1.7 Tại Úc 20 1.2.1.8 Tại Hoa Kỳ 22 1.2.2 Tình hình tái sử dụng nước thải Việt Nam 23 1.2.3 Một số công nghệ xử lý nước thải h u 25 1.2.3.1 T ạm xử lý nước thải tập t ung ình Hưng Hòa 25 1.2.3.2 T ạm xử lý nước thải khu dân cư T ung ơn 27 1.2.3.3 T ạm xử lý nước thải khu dân cư Tân Qu Đông 28 1.2.3.4 T ạm xử lý nước thải khu dân cư ven sông Tân Phong 28 1.3 Tiềm tái sử dụng nước thải 30 1.3.1 Nhu cầu tái sử dụng nước thải 30 1.3.2 S cạn kiệt nguồn nước .30 1.3.3 S suy thoái chất lượng nguồn nước 31 1.4 Về công nghệ xử lý ammonium 34 1.4.1 Công nghệ A/O 34 1.4.2 Công nghệ A2/O .36 1.4.3 x h a ammonium ng kết hợp nit ate hóa - khử nit ate h a t ên giá thể 37 1.4.4 Khử ammonium ng hồ th c vật thủ sinh .38 1.4.5 Khử ammonium ng phương pháp h a học 39 1.4.6 Khử ammonium ng phương pháp lọc màng 40 1.4.7 Khử ammonium ng phương pháp ốc 42 CHƯƠNG CƠ Ở LÝ THUYẾT 43 2.1 Xử lý ammonium .43 2.1.1 x h a ammonium t ong điều kiện thiếu khí 45 2.1.2 Oxy hóa ammonium t ong điều kiện kỵ khí 46 2.1.3 Khử ammonium nước thải sinh hoạt ng phương pháp anammox 49 2.2 Tái sinh tái sử dụng nước thải .51 2.2.1 Hệ thống tái sử dụng nước thải 51 2.2.2 Một số yêu cầu chất lượng nước tái sinh 53 2.2.2.1 Các phương pháp phân tích tiêu chất lượng 53 2.2.2.2 Độ mặn 55 2.2.2.3 Chlorua 56 2.2.2.4 Hợp chất nitơ 56 2.2.2.5 Một số tiêu ản t ong nước thải sau xử lý 57 2.2.3 Cơ sở xâ d ng tiêu chu n chất lượng nước tái sinh 57 2.2.3.1 Chất lượng nước tái sử dụng t ong nông nghiệp 57 2.2.3.2 Chất lượng nước tái sử dụng d ng lại đô thị 62 2.2.3.3 Tiêu chu n chất lượng nước tái sử dụng .64 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH VÀ NỘI UNG THỰC NGHIỆM 66 3.1 Mô hình ể thiếu khí kết hợp anammox 67 3.1.1 Quá trình anammox 68 3.1.2 Thiết kế tạo mô hình .69 3.2 Mô hình tái sử dụng nước thải sinh hoạt 70 3.2.1 Mô hình 1: Lọc cát - than nối tiếp 73 3.2.2 Mô hình 2: Lõi lọc tinh nối tiếp .74 3.3 Các cầu đặt a thiết kế mô hình .75 3.4 Qu hoạch h a th c nghiệm .76 3.4.1 Phân tích tác động nhân tố 76 3.4.2 Mô hình h a th c nghiệm 81 3.5 Xác định thông số động học 83 3.5.1 Công thức iểu diễn tốc độ tăng t ưởng tế 83 3.5.2 Công thức iểu diễn tốc độ sử dụng chất dinh dưỡng 87 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ IỆN LUẬN 88 4.1 Kết th c nghiệm mô hình ể thiếu khí kết hợp anammox 88 4.1.1 Oxy hóa ammonium v ng thiếu khí 89 4.1.1.1 Các thông số vận hành 89 4.1.1.2 Kết thí nghiệm 89 4.1.2 Oxy hóa ammonium v ng kỵ khí 97 4.1.2.1 Các thông số vận hành 97 4.1.2.2 Kết thí nghiệm 97 4.2 Th c nghiệm mô hình tái sinh nước thải sinh hoạt sau xử lý ậc 101 4.2.1 Mô hình 1: Lọc cát – than nối tiếp 101 4.2.2 Mô hình 2: Cột lọc tinh nối tiếp 103 4.3 Ứng dụng phương t ình Monod tính độ giảm chất ô nhiễm t ong nước thải theo thời gian 104 4.3.1 Quá t ình thiếu khí 104 4.3.2 Quá t ình kỵ khí 105 4.4 Tính kinh tế 105 4.5 Qu t ình công nghệ đề xuất 106 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .107 Kết luận .107 Đề nghị 107 Tài liệu tham khảo 108 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT  BAC (Biological Activated Carbon) – Carbon hoạt tính sinh học  BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) – Nhu cầu ox sinh h a  COD (Chemical Oxygen Demand) – Nhu cầu ox h a học  CEFINEA – T ung Tâm Công Nghệ Môi T ường – Viện Môi T ường Tài Nguyên  C TIA – T ung tâm k thuật môi t ường đô thị khu công nghiệp – Đại học Xây d ng Hà Nội  DO (Dissolved Oxygen) – Oxy hòa tan  FAO (Food and Agriculture Organization) – Tố chức Nông Lương giới  MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) – Chất ắn lơ lửng t ong  N-NH4+ – Ammonium nitrogen  N-NO2- – Nitrite nitrogen  N-NO3- – Nitrate nitrogen  RBC (Rotating Biological Contactors) – Guồng tiếp xúc sinh học  SS (Suspendid Solids) – Chất ắn lơ lửng  SBR (Sequencing Batch Reactor) – Hệ xử lý hoạt động nối tiếp  TP HCM – Thành Phố Hồ Chí Minh  TCVN – Tiêu chu n Việt Nam  TDS (Total Dissolved Solids) – Tổng chất ắn hòa tan  TKN (Total Kjeldahl Nitrogen – Tổng nitơ theo Kjeldahl  TP (Total Phosphorus – Tổng phốt  TSS (Total Suspendid Solids) – Tổng chất ắn lơ lửng  TOC (Total Organic Carbon) – Tổng ca on h u  UASB (Uflow Anaerobic Sludge Blanket) – Đệm bùn kỵ khí chả ngược  VS (Volatile Solid) – Chất ắn a  WHO (World Health Organization) – Tố chức Y tế Thế giới n lỏng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang ảng 1.1 Thành phần tính chất nước thải t ước sau xử lý (Nhà nghỉ mát Ana Manda a, Đà lạt .24 ảng 1.2 Chất lượng nước qua công đoạn sau xử lý .26 ảng 1.3 Một số thông số thiết kế sử dụng công nghệ A/ .36 ảng 1.4 Một số thông số thiết kế sử dụng công nghệ A2/ .37 ảng 2.1 Tiêu chu n thải chất dinh dưỡng t ong nước thải sinh hoạt 44 ảng 2.2 Độ giảm chất ô nhiễm a khỏi hệ thống 50 ảng 2.3 Giới hạn số kim loại t ong nước thải sau xử lý d ng tưới tiêu 58 ảng 2.4 Tiêu chu n kim loại nước thải sau xử lý c thể tái sử dụng t ong nông nghiệp số nước 59 ảng 2.5 Tiêu chu n kim loại nước thải sau xử lý t ong nông nghiệp .60 ảng 2.6 Nồng độ chất ô nhiễm lớn d ng t ong nông nghiệp 61 ảng 2.7 Tiêu chu n nước tái sử dụng t ong nông nghiệp số nước 62 ảng 2.8 Tiêu chu n uộc nước tái sử dụng t ong đô thị số nước 63 ảng 2.9 ảng tiêu chu n chất lượng nước tái sử dụng 64 ảng 3.1 Đối tượng sử dụng nước tái sinh d a t ên chất lượng cầu 67 ảng 3.2 Thành phần tính chất nước vào mô hình 67 ảng 3.3 Thành phần tính chất nước đầu vào mô hình tái sử dụng 71 ảng 3.4 Đặc tính k thuật cát thạch anh Than hoạt tính .73 ảng 3.5 Các thông số qu cách cột lọc tinh .74 ảng 3.6 ảng qu hoạch nghiên cứu ài toán ếu tố 76 ảng 3.7 ảng công đoạn tính phương sai 77 ảng 3.8 ảng qu hoạch nghiên cứu tác động ài toán ếu tố .78 ảng 3.9 Phương pháp tính phương sai qu hoạch nghiên cứu ếu tố 78 109 15 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng Nguyễn Phước Dân, (2008): Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.HCM 16 Tiêu chuẩn xây dựng, (TCXD 5184:2003): Thoát nước mạng lưới bên công trình, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP HCM 17 Angelakis, A., T Thairs, and V Lazarova., (2001): “Water Reuse in EU Countries: Necessity of Establishing EU-Guidelines “State of the Art Review.” Report of the EUREAU Water Reuse Group EU 18 Angelakis, A.N., Tsagarakis, K.P., Kotselidou, O.N., and Vardakou, E., (2000): “The Necessity for Establishment of Greek Regulations on Wastewater Reclamation and Reuse.” Report for the Ministry of Public Works and Environment and Hellenic Union of Municipal Enter for Water Supply and Sewage Larissa, Greece (in Greek) 19 Asano, T, and Levine, A (1998): Wastewater Reclamation and Reuse CRC Press, Boca Raton, Florida, USA 20 Bahri, A., (2000): “The experience and challenges of reuse of wastewater and sludge in Tunisia”, Water Week 2000, 3-4 April 2000, World Bank, Washington D.C., USA 21 Bahri, A and Brissaud, F (1996) Wastewater Reuse in Tunisia: Assessing a National Policy Water Science and Technology 22 Bazza, Mohamed., (2002): “Wastewater Reuse in the Near East Region: Experience and Issues.” Regional Symposium on Water Recycling in the Mediterranean Region, Iraklio, Crete, Greece 26-29 September 23 H Bloech., (2001): EU policy on nutrient emissions: Legislation and implementation Wat Sci Techonol Vol 44, No 24 Blumenthal, U, Peasey, A, Ruiz-Palacios, G, and Mara, DD., (2000): Guidelines for wastewater reuse in agricul-ture and aquaculture: recommended revisions based on new research evidence Task No 68 Part 1, Water and Environmental Health at London and Loughborough, UK, June 110 25 Cranfield University., (2000): Urban Water Recycling Pack Available from www.jiscmail.uk/files/WATER-RECY-CLING-UK/cranfieldwatrec.doc 26 Dettrick, D., S Gallagher., (2002): Environmental Guidelines for the Use of Recycled Water in Tasmania, Department of Primary Industries, Water and Environment, Tasmania, Australia 27 Dewi, Axford, Marai, Omed., (1994): Pollution in Licestock Production Systems – British Library 28 Earth Trends., (2001): The Environmental Information Portal, “Water Resources and Freshwater Ecosystems” World Resources Institute, http:// earthtrends.wri.org/datatables 29 Falkenmark M and Widstrand C., (1992): Population and Water Resources: A Delicate Balance Population Bulletin, Population Reference Bureau 30 Food and Agriculture Organization of the United Nations., (2001): “Experience of Food and Agriculture Organization of the United Nations on Wastewater Reuse in the Near East Region.” Proceedings, Regional Workshop on Water Reuse in the Middle East and North Africa organized by The World Bank Middle East and North Africa Region, July - 5, Cairo, Egypt 31 Furukawa., (2002): Anaerobic ammonium oxidation (anammox) in continuos flow treament with non-woven biomass carrier, Kyoto, Japan 32 Grobicki A., (2000): “Water Reclamation in South Africa.” Proc AWWA/WEF Water Reuse 2000 Conference, Jan 30-Febr 2, San Antonio, USA 33 Hamdallah, H., (2000): Reuse of Treated Wastewater for Agriculture, Presented at the Aqua 2000 Conference, April 28 to May 2, Abu Dhabi, UAE 34 International Association on Water Pollution Research and Control., (1991): Wastewater Reclamation and Reuse R Mujeriego and T Asano (eds.) Water Science and Technology 111 35 Jenkins, C.R., Papadopoulos, I and Stylianou, Y., (1994) “Pathogens and wastewater use for irrigation in Cyprus”.Proc on Land and Water Resources Management in the Mediterranean Region Bari, Italy, 4-8 September 36 Kanarek A and Michail M., (1996): “Groundwater recharge with municipal effluent: Dan region reclamation project, Israel.” Water Science & Technology 37 Lazarova, V, (2001): Recycled Water: Technical-Economic Challenges for its Integration as a Sustainable Alternative Resource Proc UNESCO Int Symp Les frontiéres de la gestion de l’eau urbaine: impasse ou espoir, Marseilles 38 J D Lee., (2001): Biological nutrient removal Tech concept & design Workshop on wastewater treament, Hanoi 28.7 39 J Lee., (2002): Selective photocatalytic oxidation of NH3 to N2 on platinized TiO2 in water Environ Sci Technol Vol 36 40 D K Lee., (2003: Mechanism and kinetics of the catalytic oxidation of aqueous ammonia to molecular nitrogen Environ Sci Technol Vol 37 41 Luiza., (2006): Anammox system for nitrogen removal, KTH Land and Water Resources Engineering 42 Pham Khac Lieu., (2006) Nitrogen removal from landfill leachate using a single-stage process combining anammox and partial nitritation, Kumamoto Uni Japan 43 Mantovani, P, Asano, T, Chang, A and Okun, D.A., (2001): “Management Practices for Nonpotable Water Reuse.” WERF, Project Report 97-IRM-6, ISBN 44 Mara, D.D and Silva, S.A., (1986): “Removal of intestinal nematodes in tropical waste stabilization ponds.” Journal of Tropical Medicine and Hygiene 45 Mulder., (1995): Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidezed bed reator, FEMS Microbiol Ecol 46 Mulder., (2003): The quest for sustainable nitrogen technologies Wat Sci Technol Vol 48, No 112 47 Metcalf & Eddy, Inc Revised by: George Tchobanoglous and Franklin L Burton., (1991): Wastewater Engineering – Treatment, Disposal, and Reuse New York: McGraw-Hill 48 Ogoshi, M., Y Suzuki, and T Asano., (2000): “Water Reuse In Japan,” Third International Symposium on Wastewater Reclamation, Recycling and Reuse at the First World Congress of the International Water Association (IWA), Paris, France 49 Papadopoulos, I., (1995): “Present and perspective use of wastewater for irrigation in the Mediterranean basin.” Proc Int Symp On Wastewater Reclamation and Reuse, A.N Angelakis et al (Eds.), IAWQ, Iraklio, Greece 50 Pettygrove and Asano., (1985): “Irrigation with reclaimed municipal wastewater – A guidance manual.” Lewis Publishers Inc, Chelsea 51 Shanehsaz, M J, A R Hosseinifar, A Sabetraftar., (2001): “Water Reuse in Iran,” by the Iran Water Resources Management Organization, Ministry of Energy, Proceedings, Regional Workshop on Water Reuse in the Middle East and North Africa, July 2-5, Cairo, Egypt 52 Shawaf, S., (2000): “Reuse of Wastewater in Syrian Arab Republic,” Ministry of Irrigation, Proceedings, Aqua 2000 Conference, April 28 to May 2, 2000 Abu Dhabi, UAE 53 “Introducing Water Reuse to A World Capital”., (1991): Proceedings, AWWA-WEF Joint Water Reuse Conference San Antonio, Texas 54 Strauss, M and U.J Blumenthal, (1990): Human Waste Use in Agriculture and Aquaculture: Utilization Practices and Health Perspective Report No 09 55 M Strous, E Van Gerven., (1997): Ammonium removal from concentrated waste streams with the anaerobic ammonium oxidation (Anammox) process in different reactor configurations Wat Res Vol 31 56 STANLEY E MANAHAN., (1994): Environmental Chemistry, Nhà xuất Lewis Publishers 113 57 Tchobanoglous, G and A.N Angelakis., (1996): “Technologies for Wastewater Treatment Appropriate for Reuse: Potential for Applications in Greece.” Water Science Technology 58 Tsagarakis, K.P., P Tsoumanis, D Mara and A.N Angelakis., (2000): “Wastewater Treatment and Reuse in Greece: Related Problems and Prospectives.” IWA, Biennial International Conference, Paris, France 59 UNDP/Food and Agriculture Organization of the United Nations/The World Bank/WHO., (1998): “Wastewater Treatment and Reuse in the Middle East and North Africa 60 M Valve., (1994): Goal and status for nitrogen removal in Finland In Nitrogen removal from municipal wastewater 12-15 TemaNord 61 Walker D., (2001): “The impact of disinfected treated wastewater in raw water reservoir.” J.Ch.Instn.Wat.& Envir Mangt 62 WHO., (1973): Reuse of Effluents: Methods of Wastewater Treatment and Health Safeguards A report of WHO Meeting of Experts Technical Report No 517 Geneva, Switzerland 63 World Bank., (2001): Regional Water Initiative: Water Reuse in the Middle East and North Africa, Proceedings (and Compact Disc Summary Tabulations), Regional Workshop, Sponsored by the World Bank and the Swiss Agency for Development and Cooperation, July 2-5, Cairo, Egypt, The World Bank, Washington, D C 64 Yanez, F., (1992): Evaluation and Treatment of Wastewaters Prior to Agricultural Reuse in Peru (in Spanish) Report to Food and Agriculture Organization of the United Nations on Project FAO/PERU/TCP/PER/ 65 http://www.unep.or.jp 66 http://www.asahi-kasei.co.jp/aec/index.html>]Japanese Version 67 http://www.who.int/docstore/bulletin/pdf/2000/issue9/bu0741.pdf 68 http://webworld.unesco.org/water/ihp/db/shiklomanov/index.shtml 69 http://www.dhs.ca.gov/ps/ddwem/publications/waterrecycling 114 70 http://www.gesui.metro.tokyo.jp/english/technology.htm 71 http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/whoiwa/en 72 http://www.city.sapporo.jp/gesui/01yakuwari/03_genkyo07.html 73 http://www.dow.wau.nl/iwe/projects_files/fh%20030604-TUNISIA-final.PDF 74 http://www.chennaimetrowater.com/rainwatermain.htm 75 http://www.jica.go.jp/evaluation/after/files/14_4_27.html 76 http://www.pub.gov.sg/NEWater_files/visitors/index.html 77 http://www.kumamoto-a.ac.jp/univ-e.html 78 www.landcom.com.au/Wastewaterreuse.aspx 79 http://www.eebookstore.com/pd_waterreuse.cfm PHỤ LỤC Bảng PL 1.1 Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia quy định giá trị tối đa cho phép chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt thải môi trường (Theo QCVN 14 : 2008/BTNMT) Thông số TT Giá trị Đơn vị A B - 5–9 5–9 pH BOD5 (20 0C) mg/l 30 50 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 500 1000 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1,0 4,0 Amoni (tính theo N) mg/l 10 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 30 50 Dầu mỡ động thực vật Mg/l 10 20 Tổng chất hoạt động bề mặt mg/l 10 10 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 10 11 Tổng Coliforms MPN/100 ml 3000 5000 Bảng PL 1.2 Nồng độ giới hạn cho phép số chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt xả vào nguồn nước (Theo TCXD 188: 1996) THÔNG SỐ STT ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ GIỚI HẠN A B C 40 40 - 6–9 5–9 O Nhiệt độ pH Độ màu Độ Pt/Co 20 50 Độ đục NTU 50 100 Tổng chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1.000 3.000 COD mg/l 50 100 BOD5 mg/l 20 50 Clorua (Cl-) mg/l 250 1.000 10 Sunfat (SO42-) mg/l 200 1.000 11 Nitrit (NO2-) mg/l 0,1 2,0 12 Nitrat (NO3-) mg/l 50 - 13 Dầu mỡ khoáng mg/l 0,001 1,0 14 Clo dư mg/l 1,0 2,0 15 Coliform MPN/100ml 5.000 10.000 Bảng PL 1.3 Tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống sinh hoạt (Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5502:2003) Kí hiệu/Công thức Đơn vị Hàm lượng NH3 (N) mg/l - mg/l 0.005 As mg/l 0.01 Benzen - mg/l 0.01 Chất hoạt động bề mặt - mg/l 0.5 TDS mg/l 1000 Chì Pb mg/l 0.01 Clorua Cl- mg/l 250 - MPN/100ml 2.2 Cr mg/l 0.05 11 Dầu mỏ - mg/l 0.1 12 Độ cứng (theo CaCO3) - mg/l 300 13 Độ đục - NTU Cu mg/l 1.0 STT Tên gọi Amoniac (tính theo N) Antimon Asen Chất rắn tổng cộng Coliform 10 Crom 14 Đồng F- mg/l 0.7-1.5 16 Hydro sunfua H2 S mg/l 0.05 17 Kẽm Zn mg/l 3.0 18 Mangan Mn mg/l 0.5 19 Độ màu Màu sắc Pt-Co 15 Mùi Cảm quan Không Al mg/l 0.5 22 Nitrat (tính theo N) NO3- (N) mg/l 10 23 Nitrit (tính theo N) NO2- (N) mg/l DO mg/l 25 Phenol - mg/l 0.01 26 Sắt tổng Fe2+, Fe3+ mg/l 0.5 27 Thủy ngân Hg mg/l 0.001 28 Xianua CN- mg/l 0.07 15 Florua 20 Mùi 21 Nhôm 24 Oxy hòa tan Bảng PL 1.4 Phân loại hình thức ứng dụng tái sử dụng nước thải Phân loại tái sử dụng Các hình thức ứng dụng Tái sử dụng đô thị: Tưới khu vực cộng đồng thường lui tới - Không hạn chế tiếp xúc công viên, sân thể thao, sân trường, vành đai xanh khu nhà … - Hạn chế tiếp xúc - Các khu vực khác Tưới cho khu vực cộng đồng lui tới sân golf, nghĩa trang, đường quốc lộ … Dội rửa toilet, điều hòa không khí, chữa cháy, công trình xây dựng, dự phòng … Tái sử dụng nông nghiệp: - Các loại lương thực Tưới loại trồng dùng cho người Tưới cho cỏ khô, vải sợi, hoa, hạt giống, đồng - Các loại phi lương thực cỏ, vườn ươm thương mại, trang trại trồng cỏ … Tái sử dụng cho khu vực vui chơi giải trí: - Vùng không hạn chế tiếp xúc - Vùng hạn chế tiếp xúc Các hồ sử dụng cho mục đích thể thao nước, công viên nước Các hồ sử dụng cho mục đích câu cá, bơi thuyền hoạt động khác Sử dụng nguồn nước tái sử dụng để tạo Tái tạo cảnh quan đầm lầy nhân tạo, tăng cường đầm lầy tự nhiên khơi thông gia tăng dòng chảy Tái nạp tầng nước ngầm Tái nạp lại tầng nước ngầm cách bơm trực tiếp thấm, ngăn mặn, chống sụt lún Hệ thống làm mát, nước công nghệ, nước cung Tái sử dụng công nghiệp cấp nồi hơi, dội rửa toilet, nước giặt giũ, nước rửa, điều hòa không khí … Tái sử dụng khu dân cư Tái sử dụng uống Dội rửa toilet, giặt giũ, nước rửa, điều hòa không khí … Pha trộn với hệ thống cấp nước đô thị, kết nối với hệ thống cung cấp trực tiếp Nguồn: Asano and Levine, 1998 [20] Bảng PL Hướng d n tái sử dụng nước thải nông nghiệp Ki u tưới Loại trồng E coli /100 ml pH = − - Cây lấy củ iới hạn - Cây lấy - Cây non Các ch tiêu ô nhiễm 101 - 105 BOD5 < 10 mg/l Độ đục < NTU Ghi ch - Cây tăng trưởng thấp Không giới hạn Clo dư = mg/l pH = − - Cây trưởng thành 104 - 106 - Cây tăng trưởng cao - Cây thâm canh BOD5 < 15 mg/l Độ đục < NTU Clo dư = 1,5 mg/l Nguồn: Báo cáo WHO tái sử dụng nước năm 2006 [68] Bảng PL 1.6 Tái sử dụng nước thải công nghiệp Phương thức tái sử dụng nước Đối tượng sử dụng - Tháp nước giải nhiệt Trong thành thị - Nước làm lạnh liên tục - Những ứng dụng khác - Tháp nước giải nhiệt - Nước làm lạnh liên tục tái sử dụng Tuần hoàn nước phân tầng sử - Tái sử dụng nước giặt ủi (thu hồi nước, dụng nước sản xuất nhiệt chất tẩy rửa) - Tái sử dụng nước rửa sàn - Làm sinh hoạt Sử dụng nước thải phi công nghiệp - Nước n ng cho bể bơi bồn tắm - Những ứng dụng khác nông nghiệp Nguồn: Asano and Levine, 1998 [20] Bảng PL Qui định số ch tiêu nước sử dụng thi t ị truy n nhiệt số ang Hoa K Các ch tiêu nước Đơn vị Orlando Tampa Los Angeles San Francisco Tính d n điện S/m 1200 - 1800 600 - 1500 2000 - 2700 800 - 1200 Độ cứng (CaCO3) mg/l 180 - 200 100 - 120 260 - 450 50 - 180 Clorua mg/l 150 - 200 60 - 100 140 - 280 30 - 120 Kiềm tổng mg/l 20 - 40 30 - 80 250 - 350 40 - 200 Phosphate mg/l 18 - 25 10 - 20 30 - 40 20 - 70 Amoniac (N-NH3) mg/l 10 - 15 - 15 - 20 2-8 Chất rắn lơ lửng mg/l 30 - 50 30 - 50 10 - 45 20 - 100 Nguồn: Asano and Levine, 1998 [20] Bảng PL Nguyên nhân phương pháp xử l gây s cố tái sử dụng nước thải Tác nhân ảnh hư ng - Hợp chất vô Đ ng cặn - Các muối ong tr c - Các ion kim loại Ăn mòn - Chất rắn hòa tan Sự ăn mòn - Chất rắn lơ lửng Đ ng cặn - pH thay đổi - Những chất hữu dư thừa - Amoniac - Phosphate nh hư ng Phương pháp xử l - Chất ức chế phản ứng c hại - Hấp thụ, hấp phụ -L ch ah c - Trao đổi ion - Chất chống ăn mòn -L ch ah c - Trung hoà Tăng trưởng sinh h c - l sinh h c Phú dưỡng - Trao đổi ion - Sự phát triển vi sinh - Tích tụ chất bẩn - Khử trùng vật c hại - L c vật l - Lây lan bệnh tật Nguồn: Asano and Levine, 1998 [20] Bảng PL 1.9 Ti m nhu cầu sử dụng nước tái sinh đối tượng giai đoạn 2010 – 2020 TP HCM [3] Năm 2010 Năm 2020 (m3/ngày) (m3/ngày) Nước tưới cây, rửa đường, chữa cháy 176.000 252.000 Nước tưới vườn hoa, công viên 29.000 29.000 527.000 755.000 19.000 19.000 69.000 160.000 Loại tái sử dụng Đối tượng sử dụng Tái sử dụng đô thị Nước dội toilet Nước tưới thảm cỏ sân golf công trình dịch vụ thể thao Công nghiệp Nước làm mát iả sử c Nông nghiệp 20% diện tích đất nông 650.000 nghiệp tái sử dụng nước Bảng PL 1.10 Tiêu chuẩn thải chung nước thải Đan Mạch Quy mô hệ xử l (m3) Nitơ tổng Photpho tổng BOD (số người phục vụ) (mg/l) (mg/l) (mg O2/l) < 5.000 - - - Hệ mới, > 5.000 1,5 15 5.000 – 15.000 - 1,5 - > 15.000 1,5 15 Hệ tồn Nguồn: TemaNord, 1994 hi chú: Dấu (-) : Không quy định Bảng PL 1.11 Tiêu chuẩn hóa hệ thống công nghệ xử l quy mô lớn Quy mô phục vụ (người) BOD5 COD SS (mg/l) (mg/l) (mg/l) Nitơ tổng (mg/l) Phospho tổng (mg/l) Công nghệ áp dụng Một mương oxy h a c 2.000 – 5.000 25 125 60 - - lắng trung tâm, c thể thao tác theo mẻ, xử l P biện pháp sinh h c 5.000 – 10.000 25 125 60 - - Một mương oxy h a với vùng thiếu khí, sục khí bề mặt, xử l P biện pháp h ah c Một mương oxy h a, sục 10.000 – 30.000 25 125 35 15 02 khí bề mặt gián đoạn, xử l P biện pháp h a h c Hai mương oxy h a c sục 30.000 – 100.000 25 125 35 15 02 khí thay phiên, sục khí phân tán mịn, xử l P biện pháp h a h c > 100.000 25 125 31 10 01 Phụ thuộc vào điều kiện địa phương Nguồn: TemaNord, 1994 hi chú: Dấu (-) : Không quy định Bảng PL 1.12 Một số thông số vận hành hệ thống xử l sinh học [4 ] Hệ thống xử l Tải lượng kgN/ha.ngày Năng lượng tiêu thụ kWh/kgN Tỷ lệ COD/N Sinh khối khô kg/kg N Hiệu xử l N (%) ùn hoạt tính, nitrat h a, khử 200 – 700 2,3 3–6 1,0 – 1,2 > 75 200 – 700 1,7 2–4 0,8 – 0,9 > 75 > 200 – 700 0,9 < 0,1 > 75 Ao tảo 15 – 30 0,1 – 1,0 6–7 10 – 15 23 – 78 Ao bèo 3–4 < 0,1 28 20 – 26 74 – 77 nitrat ùn hoạt tính, nitrat h a, khử từ nitrite ùn hoạt tính, oxy h a trực tiếp NH3 NO2- Vùng ngập – 26 nước nhân tạo 2–7 < 0,1 – 30 – 70 Nguồn: Wat Sci Technol Vol 48, No 1, 2003 hi chú: Dấu (-) : Không quy định Bảng PL 1.13 Thành phần ô nhiễm nước thải sinh hoạt khu iệt th Lê Lai – Phường STT Các ch tiêu ô nhiễm – TP Đà Lạt Đơn vị K t pH - 7,5 SS mg/l 287 COD mg/l 678 BOD5 mg/l 242 N-NO2- mg/l 3,1 N-NO3- mg/l 21,8 N-NH4+ mg/l 98,3 Nguồn: Phân tích ngày 15/7/2007 [...]... trình tái sử dụng nước thải nà , nhất là ở các nước đ ng phát triển, nơi mà người dân không được cung ứng đ y đ nước sạch 1.1 Các hình thức tái sử dụng lại nước thải Sử dụng lại nước thải phục vụ cho các mục đích khác nhau đáp ứng các yêu c u cho từng đối tượng sử dụng [20] được thể hi n trong phụ lục 1.4 1.1.1 Tái sử dụng nước thải trong đô thị Khu vực đô thị có tiềm năng sử dụng lại nước thải khá... ưa Nước sử dụng cho các mục đích khác Nước mưa sau xử lý Nước thải Nguồn tiếp nh n Nước thải sau xử lý (không thường xuyên) Nước thải từ h thống thoát nước thành phố Nhà máy xử ý nước thải Nước thải Nhà máy tái sinh nước sau xử lý Hình 1.3 Sơ đ h h ng Nước sinh hoạt (khi gặp sự cố) Chất thải phát sinh (bùn thải) Chất thải phát sinh (bùn thải) Dịch vụ thu gom (tạm thời) hứa Hạng mục quản lý chất thải. .. phối k p nước tái sử dụng t ong khu v c ở hin uku, Tokyo, Japan .9 Hình 1.2 ơ đồ công nghệ hệ thống tái sinh, tái sử dụng nước thải sinh hoạt 16 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống tái sử dụng nước thải sau xử lý tại công viên l mpic 21 Hình 1.4 Công nghệ xử lý nước thải tại t ạm xử lý ình Hưng Hòa .26 Hình 1.5 Công nghệ xử lý nước thải khu dân cư T ung ơn 27 Hình 1.6 Công nghệ xử lý nước thải khu... nước ngày càng trở nên nghiêm trọng, các quy định và chính sách về môi trường đã kích thích sự phát triển sâu hơn đối với các chương trình tái sử dụng nguồn nước tr ng th p niên g n đây h Lazarova và Asano [38], [44], vi c tái sử dụng các nguồn nước khác nh u tr ng điều ki n kinh tế ch ph p và ã h i chấp nh n, các kế h ạch tái sử dụng nguồn nước hi u quả nhất chính là vi c sử dụng nguồn nước thải sinh. .. đáp ứng mục tiêu tăng nguồn nước tái sử dụng lên từ 50 đến 0% tổng lượng nước thải Qu n điểm chung tr ng tái sử dụng nước thải c h u hết các nước trên thế giới là 8 - ăng sử dụng nước thải nhằm phát triển bền v ng Đó là qu n điểm phổ biến và qu n trọng nhất đối với vùng khô hạn và ở các nước phát triển đ ng có nhu c u sử dụng nước rất c - ạn hán và thiếu hụt nước ngọt, đặc bi t ở các khu vực khô hạn... cấp nước 17 1.2.1.2 Tạ Nh ản hục hồi và tái sử dụng nguồn nước đã qu sử dụng là vi c làm không mới đối với Nh t Bản ừ năm 1995, ,6% các thành phố lớn ở Nh t Bản đã có h thống cống th át nước thải và 2% người dân cư trú ở các thành phố này đã t p trung được nước thải về h thống ử lý và vì thế mà chương trình tái sử dụng tất cả các l ại nước thải được thực hi n tri t để nhằm cung cấp nước tái chế đến các. .. giảm áp lực đáng kể đối với các nhà máy ử lý nước thải đô thị t p trung Nước thải sau xử lý b c 2, qua lọc cát và khử trùng để dùng d i rửa toilet cho 25 tòa cao ốc, m t ph n dùng cho vi c điều hòa lưu lượng cho các con sông (hình 1.1) c Nước tái sử dụng ốc Bể chứa Nước thải rung tâm tái sử dụng rạm ử lý nước thải t p trung nh 1 1 ơđ h Nguồn tiếp ph n rạm ử lý nước thải tái sử dụng ` h ng h n h nướ ử ụng... chứa nước sau xử lý để sử dụng vào mùa đông thiếu nước và nguồn nước này được sử dụng để tưới tiêu trong suốt mùa hè G n 70% nước thải đô thị được thu gom xử lý đã đáp ứng được khoảng 10% tổng nhu c u nước sử dụng c a quốc gia và g n 20% nhu c u nước phục vụ cho các hoạt đ ng tưới tiêu Có 2 dự án cải tạo h thống tái sử dụng nước là Dan Region và Kishon Trạm xử lý Kishon có công suất 32 tri u m3/năm tại. .. ae Tình trạng khan hiếm nước trên toàn Israel đặc bi t là đợt hạn hán kéo dài từ năm 1996 đến 2002 đã thúc đ y chương trình quốc gia về quản lý và tái sử dụng nguồn nước thải s u ử lý rước hết Israel rất c i trọng vi c bảo tồn nguồn nước, tìm kiếm các nguồn nước thay thế, tr ng đó có vi c khuyến khích sử dụng các nguồn nước tái chế vừ để cải tạo cảnh qu n ở thành phố vừa để sử dụng cho tưới tiêu nông... triển khai sử dụng lại nước thải tr ng đô thị c n đặc bi t qu n tâm đến vi c bảo v sức khỏ c ng đồng d nước thải chứ nhiều vi sinh v t gây b nh, để tránh gây ô nhiễm nước uống c n khử trùng m t cách kỹ lưỡng Thêm vào đó là các vấn đề có thể xảy ra trong tái sử dụng nước thải để d i rửa toilet như bít đường ống, đóng rong rêu, cặn vì thế c n duy trì lượng chlorine dư Hơn n a, nước tái sử dụng còn có ... XUÂN HOÀN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ TÁI SỬ DỤNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT NGAY TẠI NGUỒN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI MÃ SỐ: 62.85.06.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI... nước thải .8 1.1.1 Tái sử dụng nước thải đô thị 1.1.2 Tái sử dụng nước thải nông nghiệp 10 1.1.3 Tái sử dụng nước thải sản xuất công nghiệp 12 1.1.4 Tái sử dụng nước thải. .. ammonium nước thải sinh hoạt ng phương pháp anammox 49 2.2 Tái sinh tái sử dụng nước thải .51 2.2.1 Hệ thống tái sử dụng nước thải 51 2.2.2 Một số yêu cầu chất lượng nước tái sinh