a KHU VƯỜN HOA - CAY XANH - LANSCAPE BOUNDARY HO GA
Hình 2.2: Mặt bằng tông thé thoát nước của Siêu thi
2.2 Tổng quan về nước thải sinh hoạt
2.2.1 Khái niệm
Theo Quy Chuẩn Việt Nam QCVN 14:2008/BTNMT: Nước thải sinh hoạt là nước thai của hoạt động sinh hoạt của con người như ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá
nhân.
Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường hoc và các cơ sở tương tự khác.(trang 14, [8])
2.2.2 Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt s* Thanh phần nước thải sinh hoạt chia làm 2 loại chính:
e Nước đen: nước thải có độ nhiễm ban rat cao do chat bài tiết của con người từ nhà vệ sinh, thường được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại. Tuy nhiên, hầu như chất lượng đầu ra sau bé tự hoại vẫn chưa đạt tiêu chuẩn, nhưng nhờ bề tự hoại mà một lượng lớn các chất ô nhiễm được xử lý.
e Nước xám: Nước thải có độ 6 nhiễm ban thấp hơn so với nước đen, phát sinh từ các hoạt động tại nhà bếp, tắm, giặt, vé sinh san nhà... Nước xám hầu như chưa được xử lý mà thải thang ra ngoài môi trường.
Nước thải sinh hoạt có chứa các chất cặn bã, các chất ran lo ling (SS), các hợp chất hữu cơ dé phân hủy sinh học, các hợp chát đinh dưỡng (N, P), vi khuẩn ... ( trang
15, [4])
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phan vô cơ, vi sinh vật va vi trùng gây bệnh.
Chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt gồm các hợp chất như: protein (40 — 50%), hyđrocacbon (40 — 50%), và các chất béo (5 — 10%). Nồng độ chất hữu cơ trong
nước thai sinh hoạt thường dao động từ 150 — 450 mg/l theo trọng lượng khô. Khoảng
20 — 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Nếu điều kiện vệ sinh kém, nước thải sinh hoạt không được xử lí thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng.( trang 4, [3])
s* Tinh chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt
Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lớn vi sinh vật. Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải thường ở dạng các viruts và vi khuẩn gây bệnh như SVTH: Nguyễn Thị Thảo MSSV: 18127052 l5
tả, ly, thương han.... Đồng thời trong nước thải cũng chứa các vi khuân không có hại có tác dụng phân hủy các chất thai. [8]
Nước thải sinh hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt cả yêu cấu cho quá trình xử lý sinh học. Thông thường các quá trình xử lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD :N : = 100: 5 : 1. Một tinh chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tat cả các chất hữu cơ đều có thé bị phân
hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20 — 40% BOD thoát ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. [8]
Nước thải sinh hoạt thường từ 65% đến 80% số lượng nước cấp đi qua đồng hồ
các hộ dân, cơ quan, bệnh viện, trường học, khu thương mại, khu giải trí..., 65% ap
dụng cho nơi nóng, khô, nước cấp dùng cả cho việc tưới cây cỏ. [2]
2.2.3 Một số chỉ tiêu đặc trưng của nước thải sinh hoạt
2.2.3.1 Hàm lượng cặn lơ lung SS [8]
Trong nước thải sinh hoạt cặn lơ lửng chứa 70% cặn hữu cơ và 30% cặn vô cơ.
Xác định hàm lượng cặn lơ lửng, lay mẫu nước thải lọc qua giấy lọc tiêu chuẩn, say khô ở nhiệt độ 105°C, sau đó đem cân và so sánh với khối lượng nước ban đầu, đơn vị bang mg/l. Can lơ lửng gồm cặn lắng được và cặn ở dạng keo không lắng được.
2.2.3.2 pH [3]
pH là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình này phù thuộc đáng ké vào sự thay đổi của pH.
Đối với nước thải sinh hoạt, pH thường dao động trong khoảng 6,9 — 7,8.
2.2.3.3 Hàm lượng oxy hòa tan DO [8]
Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước là hàm lượng oxy hòa tan, vì oxy không thê thiếu được đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng như dưới
nước.
Oxy là chất khí khó tan trong nước, không tác dụng với nước về mặt hóa học.
Độ hòa tan của nó phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất, nhiệt độ và các đặc tính của nước (các thành phan hóa học, vi sinh, thủy sinh sống trong nước,...) Nồng độ bão hòa oxy trong nước ở nhiệt độ cao có thé tinh theo định luật Henry. Nồng độ này thường nằm trong khoảng 8 — 15 mg/1 ở nhiệt độ bình thường.
Các nguồn nước mặt do có bề mặt thoáng tiếp xúc trực tiếp với không khí nên thường có hàm lượng oxy hòa tan cao. Quá trình quang hợp và hô hấp của các loài thủy sinh cũng làm thay đổi hàm lượng oxy hòa tan trong nước mặt. Các nguồn nước ngầm thường có hàm lượng oxy hòa tan thấp do các phản ứng oxy hóa khử xảy ra trong lòng đất tiêu thụ nhiều oxy.
Khi thải các chat thai sử dụng oxy vào nguồn nước, quá trình oxy hóa chúng sẽ làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong các nguồn nước này, thậm chí có thể đe dọa sự sống của các loại cá cũng như sinh vật sống trong nước.
2.2.3.4 Nhu cẩu oxy sin hóa BOD [8]
BOD được định nghĩa là lượng oxy được vi sinh vat sử dung trong qua trình
oxy hóa các chất hữu cơ. Phương trình tổng quát của phan ứng này như sau:
Chất hữu cơ + O¿ --- > CO; + H;O + tế bào mới + sản phẩm cé định BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thé bi phân huy bằng các vi
sinh vật.
Chỉ tiêu BOD được dùng đề:
- _ Xác định gần đúng lượng oxy cần thiết để 6n định sinh học các chất hữu cơ có
trong nước thải.
- _ Xác định kích thước thiết bị xử lý.
- _ Xác định hiệu suất xử ly của một số quá trình.
- _ Xác định sự chấp thuận tuân theo những quy định cho phép thải chất thải Theo quy định Bộ Y tế, nước được dùng trong sinh hoạt có giá trị BODs < 4mg/1
Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ôn nhiệt nên việc xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuan.[4]
2.2.3.5 Nhu cẩu oxy hóa học COD [8]
COD được định nghĩa là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO và nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa
hóa học mạnh trong môi trường axit.
Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thé bị oxy hóa bằng vi
sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD.
SVTH: Nguyễn Thị Thảo MSSV: 18127052 14
Ngoài các chỉ số COD và BOD còn có một sé chỉ số khác dé đo hàm lượng các chất hữu cơ trong nước như tông các cacbon hữu cơ TOC và nhu cầu oxy theo lý thuyết ThOD. TOC chỉ được dùng khi hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải rất nhỏ, còn ThOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn phần hữu cơ trong nước thải thành CO; và nước và chỉ có thé tính được khi biết công thức hóa học của các chất hữu cơ. Vì thành phần phức tạp nên không thể tính được nhu cầu oxy theo lý thuyết.
2.2.3.6 Các chất dinh dưỡng [8]
% Hàm lượng Nito
Nitơ có thể tổn tại ở các dang chủ yếu: Nitơ hữu cơ (N-HC), nito amoniac (N- NHs), nitơ nitrit (N-NO2), nitơ nitrat (N-NO:) và Np tự do. Vì nitơ là nguyên tố chính xây dựng tế bao tông hợp protein nên số liệu về chỉ tiêu nito sẽ rất cần thiết dé xác định khả năng có thé xử lý một loại nước thải nào đó bằng các quá trình sinh học.
Trong trường hợp, có thé bổ sung thêm dé chat thải trở nên có khả năng xử lý bằng
phương pháp sinh học.
Trong nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, nitơ tồn tại chủ yếu dưới đạng hữu cơ và amoniac. Khi khử nitơ bằng sinh học xảy ra bốn quá trình cơ bản:
- Qua trình amôn hóa là quá trình biến đổi nitơ hữu cơ thành nitơ amôn.
- Qué trình đồng hóa là việc sử dụng một phan nitơ amôn và nitơ hữu cơ dé tổng hợp vi khuẩn.
- Qua trình nitrat hóa là quá trình dưới tác động của nhóm vi khuẩn đặc biệt, muối amôn được oxy hóa dé trở thành muối axit nitơ hay còn gọi là nitri (RNO2), sau đó trở thành muối của axit nitric hay còn gọi là nitrat (RNOs). Nitrat hóa được thực hiện bởi các vi khuẩn tự dưỡng.
- Nitrit và nitrat chỉ có thể xuất hiện sau khi nước thải đã được xử lý trong các công trình sinh hóa như bé biophin và aerotank
- Qua trình khử nitrat là quá trình trong đó các vi khuẩn di dưỡng sử dụng oxy liên kết của muối axit nitric được thực hiện oxy hóa nội bảo. Kết quả của quá trình là
giảm lượng nitrat và giải phóng nito tự do bay vào không khí.
s* Hàm lượng photpho
Photpho trong nước và nước thải thường tồn tại ở các dang orthophotpho (PO¿?“
,HPO¿7, H2POu-, H;PO¿) hay polyphotpho và photpho hữu cơ.
Photpho cũng như nitơ, nhưng photpho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự phát triển của tao trong nước mặt. Nồng độ photpho trong nước thải xả ra sông, suối, ao hồ vượt quá mức cho phép sẽ gây hiện tượng phú dưỡng. Photpho thường ở dạng photphat hữu cơ và cũng như nito bắt nguồn từ chat thải là phân, nước tiểu, ure, phân bón dùng trong nông nghiệp và các chất tây rửa dụng trong sinh hoạt hàng ngày.
thành 2.2.4
>, se
k
Chỉ tiêu photpho có ý nghĩa quan trong trong cấp nước dé kiểm soát sự hình cặn rỉ, ăn mòn và xử lý nước thải bằng các phương pháp sinh học.
Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường và con người Ô nhiễm nguồn nước, đất, không khí
Nước thải sinh hoạt thải ra các nguồn tiếp nhận trước hết chúng làm thay đổi lưu lượng dòng chảy. Do lưu lượng nước thải sinh hoạt hằng ngày tương đối cao khi thải vào nguồn làm tăng lưu lượng nguồn.
Thay đổi đặc tính của nguồn tiếp nhận. Các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt khá cao với thời gian đài làm thay đổi tính chất, thành phần nguồn tiếp nhận làm cho nước vượt quá tiêu chuẩn cho phép.
Nước thải ngắm xuống dat đi vào các tang nước ngầm gây ô nhiễm cho mạch nước ngầm. Do đó ảnh hưởng đến chất lượng nước thải sinh hoạt của người dân sống xung quanh.
Can lắng chứa phần lớn các chất hữu cơ nên dé bi oxy hóa làm oxy hòa tan trong nước giảm. Trong lớp cặn lắng phía dưới diễn ra quá trình lên men sinh ra các
loại khí như: CHa, H2S, ... Thoát ra, xâm nhập vào nước, không khí gây mùi, làm
nổi váng bọt trên bề mặt. Cặn lắng còn làm thay đổi đáy sông hồ, cản trở dòng
chảy.
Nong độ oxi hòa tan trong sông hồ phía hạ lưu dong chảy bị thay đổi do tiêu thụ oxy vào quá trình oxy hóa sinh hóa. Nó ảnh hưởng xấu đến sự 6n định của hệ sinh thái trong hồ. Các nguyên tố dinh dưỡng trong nước thải như: Nitơ (N), phosphor (P), và các chất khoáng khác khi đi vào nước sẽ được phù du, thực vật nhất là tảo lam tiêu thụ tạo nên sinh khối trong quá trình quang hợp. Sự phát triển của tảo lam trong nguồn nước làm nước giàu dinh dưỡng gây cho nước có mùi
và độ màu tăng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng nở hoa trên mặt nước.
Tác hại đên con người
SVTH: Nguyễn Thị Thảo MSSV: 18127052 16
- _ Nước thải sinh hoạt là nguồn nước chứa nhiều loại vi khuẩn, vi sinh vật có hại, khi chúng không được xử lý thải vào môi trường sẽ là nguồn gây bệnh cho con
người và động vật.
- Làm thay đổi tính chat, đặc trưng nguồn tiếp nhận anh hưởng đến nuôi trồng đánh bắt thủy sản. Hiện tượng phú dưỡng làm nông cạn ao hồ, hủy hoại sinh thái.
- Anh hưởng đến nguồn nước mặt, nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt
khu vực xung quanh.
- Tao nên váng dau nổi trên bề mặt làm thay đổi màu nước nguồn tiếp nhận, 6 nhiễm không khí, gây mất cảnh quan khu vực.
- _ Ngoài ra một SỐ nguyên tố kim loại độc hại, chất độc hóa học sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến con người và sinh vật.
- Do đó dé giữ gìn tốt van đề môi trường và đảm bảo cuộc sống cộng đồng dân cư, cần đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đạt tiêu chuẩn và không còn khả năng gây bệnh là nhu cầu bức thiết.
2.3 Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa tan chứa trong nước thải và được thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bề lắng cát, bê tách dầu mỡ, bề
lọc các loại (trang 25, [3]).
2.3.1.1 Song chắn rác
Song chắn rác nhiệm vụ g1ữ lại các tap chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước
thải. [3]
Song chắn rác có thé đặt có định hoặc di động, cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ. Thông dụng hơn là song chắn rác cố định. Cea song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 60 — 75°. Thanh song chắn có thể có tiết điện tròn, vuông hoặc hỗn hợp. Thanh song chắn với tiết điện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật bị giữ lại. Do đó thông dụng hơn cả là thanh có tiết diện hỗn hợp, cạnh vuông góc ở phía sau va cạnh tròn ở phía trước hướng đối diện dòng chảy. Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 — 1 m/s. Vận tốc cực đại dao động trong khoảng 0,75 m/s — 1 m/s nhằm tránh đây
rác qua khe của song. Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất thai
Dựa vào khoảng cách giữa các thanh, người ta chia song chắn rác thành hai loại: song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 đến 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 đến 25 mm [8].
Hàm lượng chất lơ lửng SS và nhu cầu oxy hoá sinh học BOD của nước thải sau khi qua song chắn rác giảm 4% [3].
2.3.1.2 Bề lắng cát
Bé lắng cát dé tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bảo mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công đoạn xử lý sau.
Bé lắng cát chia thành 2 loại: bé lắng ngang và bé lắng đứng. Ngoài ra dé tăng hiệu qua lang cát, bề lắng cát thối khí cũng được sử dụng rộng rãi. Thường dùng cho các trạm xử lý nước thải công xuất trên 100m/ngày.(trang 90, [8])
% Bề lắng cát ngang
Bề lắng cát ngang là đoạn mở rộng của máng dẫn nước thải, có hồ tập trung cát phia đầu. Vân tốc dòng chảy trong bề thay đổi từ 0,15 — 0,3 m/s theo lưu lượng nước thải. Thời gian lưu trong bề từ 0,5 đến 2 phút. Hàm lượng chất lơ lửng SS và BOD của nước thải sau khi qua bề lắng cát ngang giảm 5% [3].
% Bề lang cát đứng
Bé lắng cát đứng thường có hình trụ đứng, trong đó nước thải được dẫn vào phía dưới đáy ra khỏi bé ở phía trên. Thời gian lưu nước trong bê từ 2 đến 3 phút.
2.3.1.3 Bề tach dau mỡ
Có nhiệm vụ tách lớp dầu mỡ ra khỏi nước thải, xử lý vấn đề tắc nghẽn đường ống và bảo vệ các công trình phía sau.
Tách dầu mỡ khỏi nước thải có thể thực hiện bằng hai quy trình:
- Quy trình tach dau bang trong luc: cac giot dầu, mỡ nhẹ hon nước, sẽ nồi lên mặt nước và được gạt ra ngoài, còn các hạt cặn dính dầu nặng hơn nước sẽ lắng xuống
đáy và được tháo ra ngoài.
- Quy trình tách dau bằng lực nhân tạo như lực ly tâm, cyclon thủy lực, keo tụ hóa chất hoặc qua lớp lọc có khả năng dính bám dau mỡ.
SVTH: Nguyễn Thị Thảo MSSV: 18127052 18
2.3.1.4 Bề diéu hòa
Điều hòa lưu lượng được dùng dé duy trì dong thải vào gần như không đối, khắc phục van đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. (trang 79, [8])
Trong bé điều hòa có thé lắp đặt hệ thống sục khí, ngoài tác dụng khuấy trộn điều hòa lưu lượng va nồng độ còn có tác dụng giảm bớt mùi cho nước thải. Dé dam bảo chức năng điều hòa lưu lượng và chất lượng của dòng chảy ta cần bố trí hệ thống, thiết bị khuấy trộn dé phân bố đều nồng độ chat ban trong nước thải trên toản thé tích của bề và để ngăn ngừa cặn lắng, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có. Nhằm loại trừ hiện tượng bị sốc về chất lượng trước khi đưa vào công trình sinh học.
2.3.1.5 Bề lang
Bề lắng tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tác trong lực. Các bể lắng có thé bồ trí nói tiếp nhau. Qua trình lắng tốt có thé loại bỏ 90 —
95% lượng cạn có trong nước thải. Vì vậy, đây là quá tình quan trọng trong quá trình
xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban dau hay sau xử lý sinh học. [13]
s* Bề lắng ngang
Nước thải theo máng dẫn được phân phối đều theo chiều rộng và chiều sâu công tác của bể nhờ tam chắn phía trên. Trong vùng công tác, vận tốc dòng chảy va = 5 — 10 mm/s. Phía cuối bé lắng có tắm chắn phía đưới kết hợp với máng thu chất nỗi. Bề lắng ngang thông thường có thời gian lắng từ 1 giờ trở lên. Hiệu suất lắng từ 50 — 60%. Bê thường được thiết kế cho các trạm xử lý nước thải công suất Q > 15.000 m?/ngày.[5]
% Bề lắng ly tâm
Bề lắng ly tâm có hình tròn trên mặt bằng với đường kính không nhỏ hơn 18m dé tạo điều kiện cho nước vận chuyền từ tâm ra xung quanh. Trong bể ly tâm, nước thải được dẫn vào bề và phân phối đều theo miệng phân phối đặt ở trung tâm. Vận tốc dòng chảy trong bề lắng tại điểm cách tâm R/2 không lớn hơn 10 mm/s. Bùn cặn được tập trung về hồ thu nằm giữa bé bằng thanh gạt cặn quay với vận tốc 2-3 vòng/phút.
Hiệu suất lắng của bê lắng ly tâm thường từ 45% — 55%. [1]
2.3.2 Xử lý nước thải bang phương pháp sinh học
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm ban trong nước thai, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh