Nghiên cứu về xử lý nước thải bằng bèo tây

Trường ĐHDL Hải Phịng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường Mở đầu Ơ nhiễm mơi trường nước vấn đề lớn lớn mà Việt Nam phải đối mặt Hầu thải sinh hoạt nước thải công nghiệp không xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nguồn nước mặt, nước ngầm, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Xử lý nước thải loại thực vật thủy sinh mặt nước áp dụng nhiều nơi giới với ưu điển rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao Đây công nghệ xử lý nước thải điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái địa phương Sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý cịn có giá trị kinh tế Mặt khác, Việt Nam nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, thích hợp cho phát triển loại thực vật thủy sinh mặt nước Do vậy, em lựa chọn đề tài nghiên cứu xử lý nước thải bèo tây Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học Trường ĐHDL Hải Phòng Ngành Kỹ Thuật Môi Trường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Một số khái niệm - Ơ nhiễm mơi trường biến đổi thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến người sinh vật - Nước thải nước qua sử dụng vào mục đích sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu thủy lợi, chế biến công nghiệp, chăn nuôi Thông thường nước thải phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng - Nước thải sinh hoạt nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau sử dụng từ hộ gia đình, bệnh viện, quan, khách sạn, trường học, khu vực thương mại khu vui chơi giải trí 1.2.Tình hình nhiễm nước thải sinh hoạt Phần lớn nước thải sinh hoạt khu dân cư đô thị, ven đô nông thôn Việt Nam chưa xử lý cách Nước thải từ khu vệ sinh xử lý sơ bộ, chưa đạt yêu cấu xả môi trường hòa dòng nước thải sinh hoạt từ nhà bếp, tắm, giặt nguyên nhân gây ô nhiễm, lan tràn dịch bệnh Vì điều kiện nay, mà dự án thoát nước xử lý nước chưa đưa đến nơi, có dừng lại tình trạng nước mưa khắc phục tình trạng ngập, úng, cịn nhiều chi phí để vận hành, bảo dưỡng hệ thống đó, việc nghiên cứu làm nước thải cho hộ gia đình, hay cụm dân cư, cơng nghệ phù hợp, đơn giản, có chi phí xây dựng vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường hướng giải hợp lý, khả thi Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học Trường ĐHDL Hải Phòng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường Nước thải sinh hoạt thơng thường thường có đặc tính sau: Bảng 1.1 Đặc tính thơng thường nước thải Chỉ tiêu Nồng độ Cao Trung bình Thấp BOD5 COD 400 1000 220 500 110 250 Đạm hữu 35 15 Đạm amôn 50 25 12 TN 85 40 20 TP 15 TSS 1200 720 350 SS 350 220 100 ( Nguồn : Metcalf and Eddy 1979 Trích Chongrak 1989 ) 1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng nước 1.3.1 pH pH nước đặc trưng nồng độ ion H+ nước Giá trị pH nước thải có ý nghĩa quan trọng q trình xử lý Tính chất nước xác định theo giá trị khác pH pH = : Nước trung tính pH > : Nước mang tính kiềm pH < : Nước mang tính acid Giá trị pH cho phép ta định xử lý nước theo phương pháp thích hợp, điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết q trình xử lý nước Các cơng trình xử lý nước thải áp dụng trình sinh học hoạt động pH nằm giới hạn từ 6,5 – 9,0 Môi trường thuận lợi để vi khuẩn phát triển thường có pH từ – Các vi khuẩn khác có giới hạn pH khác Ví dụ vi khuẩn Nitrit phát triển thuận lợi với pH từ 4,8 – 8,8 vi khuẩn Nitrat phát triển thuận lợi pH từ 6,5 – 9,3 vi khuẩn lưu huỳnh phát triển mơi trường có pH từ – Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học Trường ĐHDL Hải Phịng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường Ngồi ra, pH cịn ảnh hưởng đến q trình tạo bơng cặn bể lắng cách tạo cặn phèn nhôm 1.3.2 Độ đục Nước tự nhiên thường không chứa chất rắn lơ lửng nên suốt màu Độ đục chất rắn lơ lửng gây Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ kim loại vi sinh vật gây bệnh Nước đục cịn ngăn cản q trình chiếu sang mặt trời xuống đáy thủy vực làm giảm trình quang hợp nồng độ oxy hòa tan nước 1.3.3 Mùi Mùi thối khó ngửi nước thải chất hữu nước thải bị phân hủy, mùi hóa chất, dầu mỡ nước Các chất có mùi NH 3, CH4, H2S, amin, hợp chất hữu chứa lưu huỳnh Có thể xác định mùi nước theo phương pháp đơn giản sau: Mẫu nước có bình đậy nắp kín, lắc khoảng 10 – 20s sau mở nắp, ngửi mùi đánh giá khơng mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng mùi nặng 1.3.4 Hàm lượng chất rắn Tổng chất rắn ( TS) thông số quan trọng đặc trưng nước thải Nó bao gồm chất rắn lơ lửng keo tan Các chất rắn lơ lửng dẫn đến làm tăng khả lắng bùn điều kiện kỵ khí thải nước vào môi trường không qua xử lý TS xác định trọng lượng thơ phần cịn lại cho bay 1lít nước bếp cách thủy sấy khô 103 oC trọng lượng không đổi Đơn vị tính mg/l ( g/l) 1.3.5 Hàm lượng oxy hòa tan ( DO) Hàm lượng oxy hòa tan tiêu quan trọng oxy khơng thể thiếu với sinh vật Oxy trì trình trao đổi chất sinh lượng cho sinh trưởng, sinh sản tái sản xuất Khi thải chất thải vào nguồn nước q trình oxy hóa chúng làm giảm nồng độ oxy hòa tan Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học Trường ĐHDL Hải Phòng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường nguồn nước này, chí đe doa sống loài cá sinh vật nước Việc xác định thông số oxy hịa tan có ý nghĩa quan trọng việc trì điều kiện hiếu khí q trình xử lý nước thải Mặt khác, lượng oxy hòa tan cịn sở phép phân tích xác định nhu cầu oxy sinh hóa Có phương pháp xác định DO phương pháp Winkler phương pháp điện cực oxy 1.3.6 Nhu cầu oxy sinh hóa ( BOD) BOD lượng oxy cần thiết mà vi sinh vật sử dụng q trình oxy hóa chất hữu dễ phân hủy có nước Phương trình tổng quát biểu diễn sau : Vi sinh vât Chất hữu + O2 CO2 + H2O + Sinh khối Chỉ số BOD thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nước, BOD cao chứng tỏ lượng chất hữu có khả phân hủy sinh học nước ô nhiễm lớn Trong thực tế, khó xác định tồn lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy chất hữu có nước mà xác định lượng oxy cần thiết ngày nhiệt độ 20oC bóng tối Mức độ oxy hóa chất hữu không theo thời gian Thời gian đấu, q trình oxy hóa xảy với cường độ mạnh sau giảm dần 1.3.7 Nhu cầu oxy hóa học (COD) COD lượng oxy cần thiết cho tồn q trình oxy hóa chất hữu mẫu nước thành CO2 H2O tác nhân oxy hóa mạnh Trong thực tế, COD dùng rộng rãi để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu có nước Do việc xác định số nhanh cách dùng chất oxy hóa mạnh mơi trường acid để oxy hóa chất hữu Ví dụ dùng chất ơxy hóa mạnh K2Cr2O7 phương trình phản ứng sau : -2 +Ag2SO4 3+ Chất hữu + Cr2O7 + H Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học CO2 + H2O + Cr Trường ĐHDL Hải Phòng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường Sau đem đo mật độ quang dung dịch phản ứng trên, dựa vào đường chuẩn để xác định giá trị COD Vì số COD biểu thị lượng chất hữu không bị oxy hóa vi sinh vật nên giá trị COD cao giá trị BOD 1.3.8 Tổng hàm lượng Nitơ ( T-N) Tổng Nitơ tổng hàm lượng nitơ hữu cơ, amoniac, nitrit, nitrat, chúng có vai trị quan trọng hệ sinh thái nước Vì xử lý nước thải với số người ta cần phải xác định số tổng Nitơ Hàm lượng nitơ hữu xác định phương pháp Kendal.Tổng nitơ Kendal tổng nitơ hữu nitơ amoniac Chỉ tiêu amoniac thường xác định phương pháp so màu chuẩn độ nitrit nitrat xác định phương pháp so màu Để xác định tổng nitơ theo phương pháp Kendal người ta phá mẫu H2SO4 đặc nóng, dạng nitơ hữu chuyển dạng ion NH 4+ chuyển thành NH3 sau tách NH3 cất tách xác định chuẩn độ 1.3.9 Tổng hàm lượng photpho (T- P) Hợp chất Phospho tồn nước với dạng H 2PO4-, HPO42-,PO43các polyphosphate Na3(PO3)6 phosphor hữu Đây nguồn dinh dưỡng cho thực vật nước, gây ô nhiễm góp phần thúc đẩy tượng phú dưỡng thủy vực Hàm lượng phospho thừa nước thải làm cho loại tảo, loại thực vật lớn phát triển mạnh làm gây tắc thủy vực Hiên tượng tảo sinh trưởng mạnh (hiện tượng phú dưỡng) nước thừa dinh dưỡng, thực chất hàm lượng P nước cao Sau tảo vi sinh vật bị tự phân, thối rữa làm cho nước bị nhiễm thứ cấp, thiếu ơxi hịa tan làm cho tôm cá bị chết Trong nước thải người ta xác định hàm lượng TP để xác định tỉ số BOD5: N : P phục vụ cho việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải Ngoài xác lập tỉ số P N để đánh giá mức dinh dưỡng có nước 1.3.10 Tiêu chuẩn vi sinh Báo cáo đề tài nghiện cứu khoa học Trường ĐHDL Hải Phòng Ngành Kỹ Thuật Mơi Trường Trong nước thải thường có nhiều loại vi khuẩn có hại đặc biệt nước thải bệnh viện.Trong vi khuẩn E.Coli loại vi khuẩn đặc trưng cho nhiễm trùng nước Chỉ số E.Coli số lượng vi khuẩn có 100ml nước.Ước tính ngày người tiết 2.1011 E.Coli Theo tiêu chuẩn WHO nguồn nước cấp cho sinh hoạt có số E.Coli