Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị từ cống xả nguyễn biểu, quận 5, tp hồ chí minh trên mô hình aeroten

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Tố Linh NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TỪ CỐNG XẢ NGUYỄN BIỂU, QUẬN 5, TP.HCM TRÊN MƠ HÌNH AEROTEN Chun ngành: Vi sinh vật học Mã số : 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LƯƠNG ĐỨC PHẨM Thành phố Hồ Chí Minh - 2009 MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết đề tài Thế kỉ 21 - kỉ phát triển mạnh mẽ khoa học, kĩ thuật, kinh tế xã hội, với tình trạng dân số gia tăng nhanh chóng trở thành thách thức lớn nhân loại nhu cầu sử dụng nguồn tài nguyên, nước tăng lên cách đáng kể Ngày nay, nhiều đô thị lớn, khu công nghiệp lớn thành lập, lượng nước dùng cho sinh hoạt sản xuất ngày gia tăng Tp.HCM - đô thị lớn nước ta với phát triển mạnh ngành công nghiệp, dịch vụ với số dân khoảng 8,5 triệu người (theo thống kê năm 2007) nên nhu cầu sử dụng nước lớn Phần lớn nhà máy xí nghiệp trang bị loại cơng trình xử lý nước ô nhiễm xử lý nên chưa đạt yêu cầu thải xả, nước thải sinh hoạt chủ yếu xử lý bể tự hoại hộ riêng rẽ tập trung bể tự hoại lớn khu chung cư Như vậy, lượng nước thải đô thị phần lớn xả trực tiếp môi trường mà không qua xử lý, tiêu ô nhiễm ngày vượt xa tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần Theo nghiên cứu, m3 nước thải bẩn xả sông, ao, hồ làm nhiễm bẩn khoảng 40 - 60 m3 nước Hiện nay, công tác xử lý nước thải Tp.HCM quan tâm mức, đề tài nghiên cứu xử lý nước thải triển khai rộng rãi nhằm kiểm sốt tình hình nhiễm nước, có nhiều giải pháp xử lý nước nghiên cứu ứng dụng thành công nhiều nơi Một giải pháp xử lý nước thải đô thị áp dụng rộng rãi xử lý nước thải biện pháp sinh học điều kiện hiếu khí nhân tạo Nhằm góp phần giảm thiểu nhiễm nước thải đô thị địa bàn Tp.HCM, đề tài triển khai “Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị từ cống xả Nguyễn Biểu, quận 5, Tp.HCM mơ hình aeroten” với mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc làm nước thải thành phố làm cho môi trường sống lành  Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải đô thị từ khu dân cư thông qua thông số môi trường - Nghiên cứu trình làm chất hữu dễ phân hủy nước thải sinh hoạt vi sinh vật khu vực khu dân cư hai bên đường Nguyễn Biểu thải nước thải vào cống xả chung Nguyễn Biểu, quận 5, thành phố Hồ Chí Minh bước đầu xử lí chất bẩn chứa N P phương pháp bùn hoạt tính dựa mơ hình aeroten - Đánh giá chất lượng nước sau xử lý thông qua thông số môi trường  Ý nghĩa đề tài * í nghĩa khoa học Quá trình xử lý nước thải thị phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí điều kiện nhân tạo nghiên cứu từ lâu, thích hợp với loại nước thải có BOD < 500mg/l Nước thải sau xử lý thường phân hủy lượng lớn chất hữu nhờ vi sinh vật có sẵn nước thải, lượng BOD thường giảm từ 90-95%, đảm bảo đủ tiêu chuẩn thải môi trường tự nhiên * Ý nghĩa thực tiễn Nước thải đô thị thường bị ô nhiễm chất hữu dễ phân hủy, cơng nghệ xử lý nước thải aeroten phù hợp, xử lý tốt nước thải Hiện nay, nước ta nhiều nhà máy khu đô thị xử lý nước thải áp dụng công nghệ CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nước thải phân loại nước thải [3, 11, 13, 23, 32] Nước thải nước thải sau trình sử dụng người bị thay đổi tính chất ban đầu Nó chứa loại chất bẩn phân, rác hữu cơ, chất vô tồn trạng thái khác hịa tan, keo, lơ lửng, rắn… Thơng thường nước thải phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng 1.1.1 Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau sử dụng từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, quan, khu vui chơi giải trí… Đặc điểm nước thải sinh hoạt có hàm lượng lớn chất hữu dễ phân hủy (hidratcacbon, protein, lipit), chất vô sinh dưỡng (photphat, nitơ), vi khuẩn (có vi khuẩn gây bệnh), trứng giun sán… Hàm lượng chất gây ô nhiễm nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng hệ thống tiếp nhận nước thải 1.1.2 Nước thải công nghiệp Nước thải công nghiệp hay gọi nước thải sản xuất Là nước thải từ nhà máy, xí nghiệp sản xuất cơng nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Nước thải cơng nghiệp khơng có đặc điểm chung mà tùy thuộc vào quy trình cơng nghệ loại sản phẩm Nước thải công nghiệp thường chứa lượng lớn chất độc hại kim loại nặng, hợp chất độc, hợp chất hữu bền vững khó tan… nhà máy xí nghiệp khơng xử lí nước thải trước xả vào mơi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ảnh hưởng đến khả tự làm nguồn nước 1.1.3 Nước mưa hay nước chảy tràn mặt đất Loại nước thải bẩn Chủ yếu nước mưa đợt đầu sau rơi xuống mặt đất, chứa nhiều tạp chất vô cơ, hữu cát, bụi, rác, phân súc vật đường phố với vi sinh vật cơng trình cấp nước theo nước chảy tràn 1.1.4 Nước thải đô thị Nước thải đô thị thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thành phố Đó hỗn hợp loại nước thải kể trên, thường có khoảng 50 – 60% nước thải sinh hoạt 1.2 Các tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải [10, 13, 22, 23, 32 ] 1.2.1 Hàm lượng chất rắn Tổng chất rắn nước thải bao gồm chất rắn nổi, lơ lửng, keo tan Chất rắn nước làm trở ngại cho việc sử dụng lưu chuyển nước, làm giảm chất lượng nước sinh hoạt sản xuất, gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản Tổng chất rắn thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nước thải, xác định trọng lượng khô phần cịn lại sau cho bay 1lít nước bếp cách thủy sấy khô 1030C trọng lượng khơng đổi, đơn vị tính mg g/l Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS): xác định trọng lượng khô chất rắn cịn lại giấy lọc, lọc 1lít mẫu nước sấy khô 103 - 1050C tới trọng lượng khơng đổi Đơn vị tính mg g/l Chất rắn hòa tan (DS): hàm lượng chất rắn hòa tan hiệu số tổng chất rắn với huyền phù: DS = TS - SS Đơn vị tính mg g/l Chất rắn bay (VS) - biểu thị cho chất hữu có nước: hàm lượng chất rắn bay trọng lượng nung lượng chất rắn huyền phù SS 5500C khoảng thời gian xác định, thời gian phụ thuộc vào loại mẫu nước (nước cống, nước thải bùn) Đơn vị tính mg/l phần trăm SS hay TS 1.2.2 Hàm lượng oxi hòa tan - DO Oxi hòa tan nước cần cho sinh vật hiếu khí, trì q trình trao đổi chất, sinh lượng cho sinh trưởng, sinh sản tái sản xuất Bình thường oxi hịa tan nước khoảng 10mg/l, độ hòa tan oxi phụ thuộc vào yếu tố áp suất, nhiệt độ đặc tính nước (các thành phần hóa học, vi sinh, thủy sinh sống nước…) Khi thải chất thải vào nước, môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi dùng nhiều cho q trình hóa sinh làm giảm nồng độ oxi hịa tan nguồn nước này, đe dọa sống thủy sinh vật nước Phân tích số DO tiêu quan trọng đánh giá ô nhiễm nước giúp đề biện pháp xử lí thích hợp 1.2.3 Chỉ số BOD - Nhu cầu oxi sinh hóa Nhu cầu oxi sinh hóa tiêu thơng dụng để xác định mức độ ô nhiễm nước thải đô thị chất thải nước thải công nghiệp Nhu cầu oxi sinh hóa lượng oxi cần thiết để oxi hóa chất hữu có nước vi sinh vật hoại sinh, hiếu khí (chủ yếu vi khuẩn) Quá trình gọi trình oxi hóa sinh học Q trình tóm tắt: Chất hữu + O2 Vi khuẩn CO2 + H2O + tế bào + sản phẩm cố định Quá trình địi hỏi thời gian dài ngày, phải phụ thuộc vào chất chất hữu cơ, chủng giống vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, số chất có độc tính nước… Bình thường 70% nhu cầu oxi sử dụng ngày đầu, 20% ngày tiếp theo, 99% ngày thứ 20 100% ngày thứ 21 Trong kĩ thuật môi trường, tiêu BOD dùng rộng rãi để: + Tính gần lượng oxi cần thiết oxi hóa chất hữu dễ phân hủy có nước thải + Xác định kích thước cơng trình xử lí + Xác định hiệu suất xử lí số trình + Đánh giá chất lượng nước sau xử lí phép thải vào nguồn nước 1.2.4 Chỉ số COD - Nhu cầu oxi hóa học Nhu cầu oxi hóa học dùng rộng rãi để biểu thị hàm lượng chất hữu nước thải mức độ ô nhiễm nước tự nhiên Nhu cầu oxi hóa học tổng lượng oxi cần thiết để oxi hóa hồn tồn chất hữu đến CO2 H2O phương pháp hóa học Để xác định COD người ta thường sử dụng chất oxi hóa mạnh mơi trường axit Chất oxi hóa hay dùng kalibicromat (K2Cr2O7) Thể qua phản ứng : CO2 + H2O + Cr3+ Hợp chất hữu + Cr2O7-2 + H+ Nhu cầu COD cao mức độ ô nhiễm nước thải lớn Đây tiêu quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải người ta thường sử dụng tiêu BOD, COD làm tiêu việc qui định tiêu chuẩn phân loại nước thải Khi kết hợp số COD số BOD5 người ta biết phần chất hữu phân hủy sinh học i = BOD5/ COD 0