Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nước thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục địch nông nghiệp

Chia sẻ: Trần Thị Thanh Hằng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

238
lượt xem 70
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước thải đô thị, nước thải sinh hoạt, nước thải từ các quá trình sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông thủy sản không được xử lý thẳng ra môi trường đang hằng ngày hằng giờ ảnh hưởng đến môi trường, điều kiện sống, sức khỏe của người dân. Vì vậy việc xử lý nước thải rất cần sự phối hợp tham gia của nhiều cơ quan. Bên cạnh đó, với điều kiện thời tiết của Việt nam, trong năm thời kỳ khô hạn thường kéo dài tù 3 - 5 tháng, vấn đề hiểu và tái sử...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nước thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục địch nông nghiệp

Bé N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n ViÖn Khoa häc Thuû Lîi -----o0o----- b¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi hîp t¸c nghiªn cøu theo nghÞ ®Þnh th− vÒ KHCN n¨m 2005 Hîp t¸c nghiªn cøu ®Ó ph¸t triÓn c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp Chñ nhiÖm dù ¸n: PGS. TS. NguyÔn ThÕ Qu¶ng 6725 28/01/2008 Hµ néi, 2006 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp
Môc lôc Më ®Çu ............................................................................................................... 4 Ch−¬ng I: Nghiªn cøu tæng quan vÒ c¸c c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i ®« thÞ vµ t¸i sö dông n−íc th¶i trong n«ng nghiÖp ................................................... 6 I.1. Kh¸i qu¸t vÒ c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i ..................................................6 I.1.1. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p c¬ häc ..................................................7 I.1.2. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ - lý: ..............................................7 I.1.3. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p sinh học ...............................................8 I.1.4. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p tæng hîp...............................................8 I.2. C¬ së vµ c¸c tiªu chÝ ®Ó lùa chän c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i phï hîp............11 I.2.1. Thµnh phÇn cña n−íc th¶i ........................................................................11 I.2.2. TÝnh chÊt cña n−íc th¶i: ...........................................................................13 I.2.3. Tiªu chÝ lùa chän c«ng nghÖ vµ c«ng tr×nhxö lý n−íc th¶i (XLNT) ..........16 I.3. Tæng quan vÒ t×nh h×nh nghiªn cøu xö lý n−íc th¶i trong vµ ngoµi n−íc ........17 I.3.1. Ngoµi n−íc................................................................................................17 I.3.2. Trong n−íc ................................................................................................20 I.4. Tæng quan vÒ t×nh h×nh t¸i sö dông n−íc th¶i s¶n xuÊt trong n«ng nghiÖp trªn thÕ giíi vµ trong n−íc .............................................................................................22 I.4.1. Tæng quan vÒ sù cÇn thiÕt cña viÖc t¸i sö dông n−íc th¶i: .......................22 I.4.2. Yªu cÇu vÒ chÊt l−îng n−íc th¶i t¸i sö dông cho n«ng nghiÖp .................24 I.4.3. Tæng quan vÒ t×nh h×nh t¸i sö dông n−íc th¶i trªn thÕ giíi ......................25 I.4.4. Tæng quan vÒ t×nh h×nh t¸i sö dông n−íc th¶i ë ViÖt Nam .......................26 I.5. Giíi thiÖu vÒ n¨ng lùc cña c¬ quan ®èi t¸c - ViÖn nghiªn cøu Kü thuËt M«i tr−ßng ICIM – Bucarest : .......................................................................................29 I.5.1. Giíi thiÖu vÒ ®Êt n−íc Rumani..................................................................29 I.5.2. Giíi thiÖu vÒ ViÖn ICIM ............................................................................29 1.5.3. Mét sè ch−¬ng tr×nh, dù ¸n nghiªn cøu liªn quan ®Õn lÜnh vùc xö lý n−íc th¶i vµ b¶o vÖ m«i tr−êng mµ ViÖn ICIM ®· thùc hiÖn......................................29 I.5.4. Mét sè nghiªn cøu ®iÓn h×nh vÒ xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i ®−îc ViÖn ICIM trao ®æi víi ViÖn KHTL ViÖt Nam trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ò tµi ........30 Ch−¬ng II: HiÖn tr¹ng khu vùc nghiªn cøu (thÞ trÊn Lim – huyÖn Tiªn Du - tØnh B¾c Ninh) ............................................................................................... 34 II.1. §iÒu kiÖn tù nhiªn thÞ trÊn Lim - huyÖn Tiªn Du ...........................................34 II.1.1. Qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña thÞ trÊn Lim..............................34 II.1.2. §iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ x· héi............................................................34 II.1.3. H¹ tÇng c¬ së:..........................................................................................37 II.1.4. Quy ho¹ch ph¸t triÓn thÞ trÊn Lim ®Õn n¨m 2020 ...................................39 II.2. §Æc ®iÓm vïng x©y dùng m« h×nh (th«n Lòng Giang) ...................................41 II.2.1. §Æc ®iÓm tù nhiªn....................................................................................41 II.2.2. T×nh h×nh d©n sinh kinh tÕ, x· héi ...........................................................42 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 1
II.3. HiÖn tr¹ng chÊt l−îng m«i tr−êng thÞ trÊn Lim...............................................43 II.3.1. HiÖn tr¹ng m«i tr−êng n−íc ....................................................................43 II.3.1.1. §¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc th¶i ®« thÞ ...................................................44 II.3.1.2. §¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc trªn c¸c kªnh t−íi tiªu vµ ao hå khu vùc thÞ trÊn Lim ..............................................................................................................49 II.3.1.3. §¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc sinh ho¹t khu vùc thÞ trÊn Lim ...................54 II.3.2. HiÖn tr¹ng sö dông n−íc th¶i ®Ó t−íi ......................................................57 II.3.3. HiÖn tr¹ng sö dông ph©n bãn vµ ho¸ chÊt BVTV ....................................58 II.3.4. HiÖn tr¹ng chÊt th¶i r¾n thÞ trÊn Lim......................................................58 II.4. HiÖn tr¹ng qu¶n lý m«i tr−êng thÞ trÊn lim .....................................................59 II.4.1. HiÖn tr¹ng c¬ cÊu tæ chøc vµ m« h×nh qu¶n lý tiªu tho¸t n−íc...............59 II.4.2. M« h×nh c¬ cÊu tæ chøc vµ qu¶n lý ®éi vÖ sinh cña thÞ trÊn....................60 Ch−¬ng III: Quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i cho th«n Lòng Giang – thÞ trÊn Lim............................................................................. 62 III.1. Lùa chän c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i cho th«n Lòng Giang - thÞ trÊn Lim - tØnh B¾c Ninh ..........................................................................................................62 III.1.1. C¬ së tÝnh to¸n hÖ thèng XLNT cho khu vùc m« h×nh............................62 III.1.2. Lùa chän c«ng nghÖ XLNT cho khu m« h×nh b»ng PP c¬ häc ...............62 III.1.3. Lùa chän c«ng nghÖ XLNT cho khu m« h×nh b»ng PP sinh häc ............65 III.1.4. So s¸nh lùa chän c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i th«n Lòng Giang...............70 III.1.5. ThuyÕt minh thiṌt kÕ c«ng nghÖ m« h×nh XLNT cho th«n Lòng Giang...77 III.2. VËn hµnh vµ b¶o d−ìng m« h×nh tho¸t n−íc vµ sö lý n−íc th¶i:...................82 Ch−¬ng IV: Quy ho¹ch m«i tr−êng vµ x©y dùng m« h×nh ®iÓm xö lý m«i tr−êng th«n Lòng giang - thÞ trÊn Lim - Tiªn Du - tØnh B¾c Ninh ............ 83 IV.1. HiÖn tr¹ng tho¸t n−íc vµ xö lý n−íc th¶i ......................................................83 IV1.1 HiÖn tr¹ng nguån n−íc th¶i vµ h×nh thøc tiªu tho¸t n−íc........................83 IV.1.2. ¶nh h−ëng cña hÖ thèng tho¸t n−íc tíi vÊn ®Ò x· héi vµ m«i tr−êng....86 IV.2. Ph−¬ng ¸n quy ho¹ch tiªu tho¸t n−íc th¶i.....................................................86 IV.2.1. Môc tiªu..................................................................................................86 IV.2.2. Ph−¬ng ¸n quy ho¹ch .............................................................................87 IV.3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè kü thuËt ....................................................................89 IV.3.1. C¬ së tÝnh to¸n hÖ thèng xö lý n−íc th¶i................................................89 IV.3.2. TÝnh to¸n c¸c tuyÕn tiªu quy ho¹ch........................................................89 VI.3.3. Dù to¸n quy ho¹ch ................................................................................92 IV.4. X©y dùng m« h×nh xö lý n−íc th¶i th«n Lòng Giang....................................93 Ch−¬ng V: M« h×nh qu¶n lý vËn hµnh hÖ thèng xö lý chÊt th¶i th«n Lòng Giang - thÞ trÊn Lim - tØnh B¾c Ninh ............................................................ 95 V.1. Môc tiªu vµ néi dung nghiªn cøu m« h×nh qu¶n lý vËn hµnh hÖ thèng xö lý chÊt th¶i...................................................................................................................95 V.1.1. Môc tiªu nghiªn cøu.................................................................................95 V.1.2. Néi dung nghiªn cøu................................................................................95 V.2. Ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn vµ c¬ së lùa chän m« h×nh qu¶n lý ..............................95 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 2
V.2.1. Ph−¬ng ph¸p tiÕp cËn trong nghiªn cøu m« h×nh qu¶n lý .......................95 V.2.2. Yªu cÇu ®èi víi m« h×nh qu¶n lý..............................................................96 V.2.3. C¬ së ®Ó lùa chän m« h×nh qu¶n lý ........................................................96 V.3. M« h×nh qu¶n lý vËn hµnh hÖ thèng xö lý n−íc th¶i ......................................97 V.3.1. C¸c b−íc x©y dùng m« h×nh qu¶n lý......................................................967 V.3.2. X©y dùng m« h×nh tæ chøc qu¶n lý vËn hµnh hÖ thèng xö lý n−íc th¶i tËp trung th«n Lòng Giang .....................................................................................967 V.3.3. Tæ chøc truyÒn th«ng vµ tËp huÊn kü thuËt chuyÓn giao c«ng nghÖ......968 V.3.1. H−íng dÉn qu¶n lý vËn hµnh m« h×nh xö lý n−íc th¶i th«n Lòng Giang ..........................................................................................................................968 V.4. NhËn xÐt chung.............................................................................................102 Ch−¬ng VI: ChÊt l−îng n−íc th¶i sau xö lý, ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ vµ diÔn biÕn m«i tr−êng sinh th¸i th«n Lòng Giang............................................... 103 VI.1. §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ vÒ mÆt m«i tr−êng .........................................................103 VI.1.1. §¸nh gi¸ diÔn biÕn chÊt l−îng ®Êt, n−íc .............................................103 IV.1.2. §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ xö lý n−íc th¶i .......................................................111 VI.2. §¸nh gi¸ diÔn biÕn m«i tr−êng sinh th¸i .....................................................116 VI.3. §¸nh gi¸ nh÷ng t¸c ®éng cña m« h×nh ®Õn nÕp sèng, ý thøc céng ®ång....117 Ch−¬ng VII: §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh tÕ – x· héi cña viÖc t¸i sö dông n−íc th¶i ®· qua xö lý trong n«ng nghiÖp ........................................................... 118 VII.1. T×nh h×nh sö dông gièng lóa, ph©n bãn, s©u bÖnh xuÊt hiÖn vµ thuèc diÖt s©u bÖnh ë khu thÝ nghiÖm................................................................................118 VII.2. Sinh tr−ëng, ph¸t triÓn, n¨ng suÊt lóa trªn ruéng t−íi b»ng n−íc th¶i ®· xö lý vµ n−íc th−êng.........................................................................................118 VII.3. NhËn xÐt ................................................................................................119 KÕt luËn - KiÕn nghÞ...................................................................................... 120 1. KÕt luËn.............................................................................................................120 2. KiÕn nghÞ ..........................................................................................................121 Tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 122 Phô lôc: Tµi liÖu tËp huÊn h−íng dÉn vËn hµnh m« h×nh xö lý n−íc th¶i vµ n©ng cao nhËn thøc céng ®ång .................................................................... 124 Phô lôc 1: Tê r¬i h−íng dÉn qu¶n lý hÖ thèng tho¸t n−íc vµ xö lý n−íc th¶i cho khu d©n c− th«n Lòng Giang – thÞ trÊn Lim – tØnh B¾c Ninh ...............................125 Phô lôc 2: C«ng nghÖ xö lý chÊt th¶i s¶n xuÊt, sinh ho¹t vµ ch¨n nu«i b»ng bÓ biogas....................................................................................................................128 Phô lôc 3: Xö lý ph©n chuång vµ r¸c th¶i SH b»ng c«ng nghÖ ñ hîp vÖ sinh ......133 Phô lôc 4: Quy tr×nh t¨ng c−êng hiÖu qu¶ xö lý n−íc th¶i sinh ho¹t b»ng biÖn ph¸p bæ sung chÕ phÈm vi sinh......................................................................................136 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 3
më ®Çu MÆc dï thêi gian gÇn ®©y, vÊn ®Ò xö lý n−íc th¶i ®· b¾t ®Çu ®−îc sù quan t©m cña c¸c c¬ quan nghiªn cøu, cña chÝnh quyÒn c¸c cÊp nh−ng vÊn ®Ò n−íc th¶i vµ xö lý n−íc th¶i vÉn lµ vÊn ®Ò næi cém ë n−íc ta. N−íc th¶i ®« thÞ, n−íc th¶i sinh ho¹t, n−íc th¶i tõ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, tiÓu thñ c«ng nghiÖp, n«ng thuû s¶n kh«ng ®−îc xö lý x¶ th¼ng ra m«i tr−êng ®ang hµng ngµy hµng giê ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng, ®iÒu kiÖn sèng vµ søc khoÎ cña ng−êi d©n. V× vËy, viÖc xö lý n−íc th¶i rÊt cÇn sù phèi hîp tham gia cña nhiÒu c¬ quan. Bªn c¹nh ®ã, víi ®iÒu kiÖn thêi tiÕt cña ViÖt Nam, trong n¨m thêi kú kh« h¹n th−êng kÐo dµi tõ 3-5 th¸ng, vÊn ®Ò hiÓu vµ t¸i sö dông n−íc th¶i trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp trë nªn v« cïng thiÕt thùc. N−íc th¶i, ®Æc biÖt lµ n−íc th¶i ®« thÞ, n−íc th¶i chÕ biÕn n«ng thuû s¶n sau khi ®−îc xö lý l¹i trë thµnh nguån dinh d−ìng quý b¸u cho c©y trång, vµ gãp phÇn tiÕt kiÖm ®−îc ph©n bãn vµ n−íc t−íi cho nhµ n«ng. §Ò tµi hîp t¸c nghiªn cøu theo nghÞ ®Þnh th− vÒ khoa häc c«ng nghÖ n¨m 2005 víi chÝnh phñ Rumani “Hîp t¸c nghiªn cøu ®Ó ph¸t triÓn c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp” còng nh»m môc ®Ých xö lý n−íc th¶i ®« thÞ ®Ó b¶o ®¶m ph¸t triÓn m«i tr−êng bÒn v÷ng vµ t¸i sö dông n−íc th¶i ®· xö lý cho s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. * Môc tiªu cña ®Ò tµi: - Hîp t¸c nghiªn cøu ph¸t triÓn c«ng nghÖ, thiÕt bÞ phï hîp ®Ó xö lý n−íc th¶i ®« thÞ vµ c«ng nghiÖp ®¹t yªu cÇu tiªu chuÈn n−íc cho s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. - øng dông ®−îc c¸c gi¶i ph¸p tæng hîp ®Ó t¸i sö dông n−íc th¶i ®« thÞ cho n«ng nghiÖp. Trªn c¬ së ®ã phæ biÕn réng r·i cho vïng cã ®iÒu kiÖn t−¬ng tù vµ ®µo t¹o n©ng cao tr×nh ®é c¸n bé khoa häc c«ng nghÖ trong lÜnh vùc xö lý n−íc th¶i. * Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi: - Nghiªn cøu tæng quan: Thu thËp, tæng hîp, ph©n tÝch c¸c tµi liÖu, c¸c kÕt qu¶ ®· nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íc vÒ c«ng nghÖ, thiÕt bÞ xö lý vµ c¸c gi¶i ph¸p t¸i sö dông n−íc th¶i ®« thÞ vµ c«ng nghiÖp nh»m ®¸nh gi¸ kÕt qu¶, c¸c h¹n chÕ cÇn tiÕp tôc nghiªn cøu, tÝnh thùc tÕ vµ phï hîp trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam. - §iÒu tra kh¶o s¸t: + §iÒu tra, ®¸nh gi¸ thùc tr¹ng t×nh h×nh xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i ë c¸c ®« thÞ, c¸c khu c«ng nghiÖp võa vµ nhá vïng §ång b»ng s«ng Hång. + Lùa chän ®Þa ®iÓm ®Ó nghiªn cøu chi tiÕt vµ x©y dùng m« h×nh mÉu - Qui ho¹ch tho¸t n−íc vµ xö lý n−íc th¶i cho ®iÓm lùa chän: + §iÒu tra, kh¶o s¸t c¸c yÕu tè phôc vô c«ng t¸c qui ho¹ch: D©n c− vµ ph©n bè d©n c−, c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ, x· héi, hiÖn tr¹ng m«i tr−êng, t×nh h×nh Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 4
s¶n xuÊt, thµnh phÇn vµ khèi l−îng n−íc th¶i, kh¶ n¨ng t¸i sö dông n−íc th¶i trong n«ng nghiÖp t¹i ®Þa ®iÓm lùa chän x©y dùng m« h×nh (thÞ trÊn Lim). + Qui ho¹ch xö lý n−íc th¶i cho khu ®« thÞ theo kiÓu ph©n t¸n nhá + Qui ho¹ch khu t¸i sö dông n−íc th¶i: - Nghiªn cøu lùa chän c«ng nghÖ, thiÕt bÞ xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i ®« thÞ: + Lùa chän c¸c lo¹i c«ng nghÖ xö lý phï hîp víi tõng lo¹i n−íc th¶i dùa trªn nguyªn t¾c: c«ng nghÖ ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, dÔ qu¶n lý, vËn hµnh vµ tËn dông tèi ®a c¸c ®iÒu kiÖn s½n cã cña ®Þa ph−¬ng. + Nghiªn cøu t¸i sö dông n−íc th¶i ®Ó t−íi: s¬ ®å t−íi, kü thuËt t−íi, qu¶n lý chÊt l−îng nguån n−íc t−íi - X©y dùng m« h×nh c«ng nghÖ xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i ®« thÞ: + X©y dùng m« h×nh xö lý n−íc th¶i qui m« nhá c«ng suÊt 30 m3/ngµy ®ªm b»ng hÖ thèng bÓ tù ho¹i c¶i tiÕn cho th«n Lòng Giang - thÞ trÊn Lim. + KÌ bê khu vùc ao C¸c Cô - th«n Lòng Giang t¹o m«i tr−êng c¶nh quan s¹ch ®Ñp vµ t¹o thµnh hå sinh häc tù nhiªn xö lý n−íc th¶i sau khi qua bÓ xö lý. + X©y hÖ thèng kªnh hai bªn bê ao C¸c Cô ®Ó dÉn n−íc vµo bÓ xö lý. + L¾p ®Æt bé cöa van cèng ®iÒu tiÕt ®Ó ®iÒu tiÕt n−íc th¶i vµo « ruéng thÝ nghiÖm t−íi lóa. - X©y dùng m« h×nh tæ chøc qu¶n lý xö lý vµ t¸i sö dông n−íc th¶i: + Tæ chøc thùc hiÖn, x©y dùng c¸c m« h×nh + Tæ chøc qu¶n lý vËn hµnh, ®iÒu hµnh khu t−íi n−íc th¶i + Söa ch÷a vµ b¶o d−ìng c¸c m« h×nh - §¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña c¸c m« h×nh: + T¸c dông c¶i thiÖn m«i tr−êng, diÔn biÕn m«i tr−êng sinh th¸i trong khu vùc + N©ng cao ý thøc céng ®ång + TËn dông nguån n−íc, nguån dinh d−ìng cho c©y trång - ChuyÓn giao kÕt qu¶ nghiªn cøu: + Më c¸c líp tËp huÊn, vËn ®éng sù tham gia cña céng ®ång, chuyÓn giao kÕt qu¶ nghiªn cøu cho ®Þa ph−¬ng, c¸c c¬ quan chøc n¨ng vµ nh÷ng ®¬n vÞ liªn quan. + Phæ biÕn kÕt qu¶ nghiªn cøu cho c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn t−¬ng tù. - Trao ®æi hîp t¸c víi chuyªn gia RUMANI: + Trao ®æi kinh nghiÖm vÒ lùa chän c«ng nghÖ, thiÕt bÞ xö lý n−íc th¶i sinh ho¹t c¸c khu ®« thÞ vµ ven ®«. + Phæ biÕn kÕt qu¶ nghiªn cøu cña dù ¸n cho c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn t−¬ng tù ë RUMANI vµ ViÖt Nam. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 5
Ch−¬ng I: Nghiªn cøu Tæng quan vÒ c¸c c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i ®« thÞ vµ t¸i sö dông n−íc th¶i trong n«ng nghiÖp I.1. Kh¸i qu¸t vÒ c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i §Ó xö lý n−íc th¶i, tuú theo ®Æc ®iÓm, thµnh phÇn, tÝnh chÊt cña n−íc th¶i, cÇn cã c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý kh¸c nhau (xem h×nh 1.1). Trªn thùc tÕ, ba ph−¬ng ph¸p sau ®©y th−êng ®−îc øng dông: c¬ häc, ho¸-lý, sinh ho¸ (hoÆc sinh häc). §Ó lo¹i trõ c¸c vi khuÈn g©y bÖnh trong n−íc th¶i cÇn tiÕn hµnh khö trïng n−íc tr−íc khi x¶ ra s«ng, hå... T¸ch c¸c chÊt T¸ch c¸c chÊt T¸ch c¸c chÊt dinh h÷u c¬ trong kh«ng hoµ tan d−ìng N,P (b»ng n−íc th¶i nhê ph©n t¸n th« c¸c biÖn ph¸p sinh sinh vËt, vi sinh (Ph−¬ng ph¸p häc hoÆc ho¸ häc) vËt (ph−¬ng c¬ häc hoÆc ho¸ N−íc th¶i ph¸p sinh häc) lý) Khö trïng (clo, æn ®Þnh bïn oz«n...) cÆn (Ph−¬ng ph¸p lªn men Bïn thø cÊp kþ khÝ hoÆc æn ®Þnh hiÕu X¶ ra nguån khÝ) (T¨ng c−êng CÆn s¬ cÊp kh¶ n¨ng tù Lµm kh« bïn cÆn (BiÖn ph¸p lµm s¹ch träng lùc, Ðp läc hoÆc läc nguån n−íc) ch©n kh«ng) Sö dông bïn cÆn lµm ph©n bãn... H×nh 1.1. C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 6
I.1.1. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p c¬ häc Xö lý c¬ häc lµ lo¹i c¸c t¹p chÊt kh«ng hoµ tan ra khái n−íc th¶i b»ng c¸ch g¹n läc, l¾ng vµ läc. C¸c lùc träng tr−êng, lùc ly t©m ®−îc ¸p dông ®Ó t¸ch c¸c t¹p chÊt kh«ng hoµ tan ra khái n−íc th¶i. Ph−¬ng ph¸p xö lý c¬ häc th−êng ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, cã hiÖu qu¶ xö lý chÊt r¾n l¬ löng cao. C¸c c«ng tr×nh, thiÕt bÞ xö lý c¬ häc th−êng dïng nh− song ch¾n, l−íi ch¾n r¸c, bÓ l¾ng, bÓ läc... Xö lý c¬ häc ®Ó t¸ch cÆn l¾ng trong n−íc th¶i bằng song ch¾n r¸c, c¸c bÓ l¾ng c¸t, l¾ng ®ît I, bÓ l¾ng 2 vá, bÓ tù ho¹i, bÓ biogas (trong ph¹m vi hé gia ®×nh - xö lý t¹i chç kiÓu ph©n t¸n). Song ch¾n r¸c ®Ó lo¹i c¸c lo¹i r¸c vµ c¸c t¹p chÊt cã kÝch th−íc lín h¬n 5 mm, c¸c t¹p chÊt nhá h¬n 5 mm th−êng øng dông l−íi ch¾n. BÓ l¾ng c¸t ®Ó lo¹i c¸c t¹p chÊt v« c¬ vµ chñ yÕu lµ c¸t trong n−íc th¶i. BÓ vít mì, dÇu, dÇu mì: C¸c lo¹i c«ng tr×nh nµy th−êng ®−îc øng dông khi xö lý n−íc th¶i c«ng nghiÖp, nh»m ®Ó lo¹i c¸c t¹p chÊt nhÑ h¬n n−íc: mì, dÇu má... vµ tÊt c¶ c¸c d¹ng chÊt næi kh¸c. BÓ l¾ng ®Ó lo¹i c¸c chÊt l¬ löng cã tû träng lín hoÆc nhá h¬n tû träng n−íc. BÓ läc ®Ó lo¹i c¸c chÊt ë tr¹ng th¸i l¬ löng kÝch th−íc nhá bÐ b»ng c¸ch läc chóng qua l−íi läc ®Æc biÖt hoÆc qua líp vËt liÖu läc. I.1.2. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ - lý: §©y lµ ph−¬ng ph¸p sö dông c¸c ph¶n øng ho¸ häc ®Ó xö lý n−íc th¶i. Thùc chÊt cña ph−¬ng ph¸p ho¸ häc lµ ®−a vµo n−íc th¶i chÊt ph¶n øng nµo ®ã. ChÊt nµy t¸c dông víi c¸c t¹p chÊt bÈn chøa trong n−íc th¶i vµ cã kh¶ n¨ng lo¹i chóng ra khái n−íc th¶i d−íi d¹ng cÆn l¾ng hoÆc d−íi d¹ng hoµ tan kh«ng ®éc h¹i. ThÝ dô ph−¬ng ph¸p trung hßa n−íc th¶i chøa a xit vµ kiÒm, ph−¬ng ph¸p o xy ho¸... C¸c qu¸ tr×nh hãa - lý sÏ hîp khèi c¸c phÇn tö chÊt bÈn l¹i víi nhau, chuyÓn hãa c¸c hîp chÊt hßa tan trong n−íc thµnh c¸c chÊt kh«ng tan, cã kh¶ n¨ng keo tô, qua ®ã t¨ng kÝch th−íc vµ träng l−îng dÉn ®Õn t¨ng c−êng kh¶ n¨ng l¾ng cña chóng, (vÝ dô: chÊt kÕt tña cã thÓ sö dông ®Ó lo¹i bá phètpho), hoÆc tiªu diÖt c¸c vi khuÈn g©y bÖnh (vÝ dô: khö trïng b»ng clo). C¸c c«ng tr×nh xö lý ho¸ häc và hãa lý th−êng kÕt hîp víi xö lý c¬ häc. C¸c ph−¬ng ph¸p ho¸ lý th−êng øng dông ®Ó xö lý n−íc th¶i lµ: ph−¬ng ph¸p keo tô, hÊp phô, trÝch ly, c« bay h¬i, tuyÓn næi... Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc vµ ho¸ lý ®−îc øng dông chñ yÕu ®Ó xö lý n−íc th¶i c«ng nghiÖp vì nó cã hiÖu qu¶ xö lý cao, tuy nhiªn rẾt ®¾t tiÒn vµ th−êng t¹o thµnh c¸c lo¹i s¶n phÈm phô ®éc h¹i hoÆc s¶n phÈm phô d¹ng r¾n, bÒn v÷ng trong m«i tr−êng, khã xö lý hoµn toµn. Phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Þa ph−¬ng vµ møc ®é cÇn thiÕt Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 7
xö lý mµ ph−¬ng ph¸p xö lý ho¸ häc hay ho¸ lý lµ giai ®o¹n cuèi cïng (nÕu nh− møc ®é xö lý ®¹t yªu cÇu cã thÓ x¶ n−íc ra nguån) hoÆc chØ lµ giai ®o¹n s¬ bé (thÝ dô khö mét vµi c¸c liªn kÕt ®éc h¹i ¶nh h−ëng ®Õn chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng cña c¸c c«ng tr×nh xö lý). I.1.3. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p sinh häc Môc ®Ých cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ t¸ch c¸c hîp chÊt h÷u c¬ nhê ho¹t ®éng cña c¸c vi sinh vËt hiÕu khÝ hoÆc yÕm khÝ. Thùc chÊt cña ph−¬ng ph¸p sinh ho¸ lµ qu¸ tr×nh kho¸ng ho¸ c¸c chÊt bÈn h÷u c¬ chøa trong n−íc th¶i ë d¹ng hoµ tan, keo vµ ph©n t¸n nhá nhê c¸c qu¸ tr×nh sinh ho¸ dùa vµo sù ho¹t ®éng cña vi sinh vËt cã kh¶ n¨ng tiêu thụ c¸c chÊt bÈn h÷u c¬ chøa trong n−íc th¶i. C¸c qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i sinh häc thÓ hiÖn th«ng qua c¸c ho¹t ®éng cña hÖ c¸c vi sinh vËt trong n−íc th¶i vµ trong tù nhiªn. C¸c vi sinh vËt nµy sÏ tiªu thô vµ chuyÓn hãa c¸c t¹p chÊt h÷u c¬ vµ s¶n sinh ra c¸c hîp chÊt ®¬n gi¶n h¬n (vÝ dô: ®i«xit c¸cbon (CO2) vµ mª tan (CH4)). C¸c vi sinh vËt nµy ph¸t triÓn m¹nh trong c¸c m«i tr−êng hoÆc hiÕu khÝ, hoÆc kþ khÝ, hoÆc thiÕu « xy. VÝ dô, c¸c vi sinh vËt hiÕu khÝ « xy hãa chÊt h÷u c¬ cã chøa Nit¬ vµ Am«ni¾c (NH3) thµnh nitrit (NO2-) vµ nitrat (NO3- ). C¸c vi sinh vËt kh¸c cã thÓ chuyÓn hãa theo h−íng kþ khÝ - biÕn Nitrat thµnh Nit¬ (N2). Tuú theo c¸c ®iÒu kiÖn lµm tho¸ng, ph−¬ng ph¸p xö lý sinh học ®−îc chia lµm 2 d¹ng: - D¹ng thø nhÊt gåm c¸c c«ng tr×nh mµ qu¸ tr×nh lµm tho¸ng gÇn nh− trong tù nhiªn: c¸nh ®ång t−íi, c¸nh ®ång läc, hå sinh vËt... Trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu n−íc ta, c¸c c«ng tr×nh xö lý sinh häc tù nhiªn cã mét ý nghÜa lín. Thø nhÊt nã gi¶i quyÕt vÊn ®Ò lµm s¹ch n−íc th¶i ®Õn møc ®é cÇn thiÕt, thø hai nã phôc vô t−íi ruéng, lµm mÇu mì ®Êt ®ai vµ nu«i c¸, cuèi cïng, chi phÝ vËn hµnh c¸c c«ng tr×nh nµy th−êng thÊp h¬n so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c. - D¹ng thø hai gåm c¸c c«ng tr×nh lµm tho¸ng ®−îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn nh©n t¹o: bÓ läc sinh häc nhá giät (bi«phin nhá giät), bÓ läc sinh häc cao t¶i, aªr«ten, hå sinh häc lµm tho¸ng nh©n t¹o. I.1.4. Xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p tæng hîp Tïy theo yªu cÇu b¶o vÖ m«i tr−êng n−íc, b¶o vÖ søc kháe nh©n d©n, thµnh phÇn, tÝnh chÊt c¸c lo¹i n−íc th¶i cÇn xö lý vµ c¸c ®iÒu kiÖn kinh tÕ - x· héi - tù nhiªn kh¸c mµ tÊt c¶ hoÆc mét phÇn c¸c ph−¬ng ph¸p trªn ®−îc thùc hiÖn ®ång thêi nh»m xö lý triÖt ®Ó c¸c chÊt g©y « nhiÔm cã trong n−íc th¶i víi møc chi phÝ hîp lý. S¬ ®å trªn h×nh 2.1 lµ mét vÝ dô vÒ XLNT b»ng ph−¬ng ph¸p tæng hîp. Khử trùng: Giai ®o¹n khö trïng ®Ó tiªu diÖt vi khuÈn g©y h¹i tr−íc khi x¶ n−íc vµo nguån. C¸c ho¸ chÊt dïng ®Ó khö trïng nh−: h¬i clo, Hypoclorit-canxi Ca(ClO)2, n−íc javen Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 8
NaClO2, ozon, tia cùc tÝm. §©y lµ c«ng viÖc tèn kÐm nªn chóng th−êng ®−îc ¸p dông ë nh÷ng khu vùc cã ®iÒu kiÖn kinh tÕ ph¸t triÓn, cã thÓ ®¸p øng chi phÝ x©y dùng vµ vËn hµnh, hay do yªu cÇu chÊt l−îng n−íc ®−îc xö lý ë møc cao ®Ó b¶o vÖ nguån n−íc vµ khu vùc nh¹y c¶m m«i tr−êng. X¶ n−íc th¶i vµo nguån tiÕp nhËn N−íc th¶i sinh ho¹t sau khi ®· thu gom vËn chuyÓn vÒ tr¹m xö lý khi ®· ®−îc xö lý sinh häc, n−íc th¶i ®−îc x¶ ra nguån tiÕp nhËn. §èi víi ®Þa bµn nghiªn cøu th× nguån tiÕp nhËn chñ yÕu lµ c¸c s«ng, m−¬ng, ao, hå, ®Çm vµ c¸c c¸nh ®ång canh t¸c n«ng nghiÖp. Cã 3 ph−¬ng ph¸p x¶ n−íc vµo nguån tiÕp nhËn: • X¶ n−íc th¶i vµo c¸nh ®ång t−íi: Lµ ph−¬ng ph¸p dïng hÖ thèng m−¬ng ®Êt dÉn n−íc th¶i ra ®ång ruéng, cho ph©n t¸n n−íc th¶i ra nhiÒu nh¸nh. Mét phÇn n−íc sÏ bay h¬i, mét phÇn ngÊm vµo ®Êt t¹o ®é ¶m vµ cung cÊp mét phÇn dinh d−ìng cho c©y trång. Ph¹m vi ¸p dông ë nh÷ng n¬i cã l−îng n−íc th¶i nhá, vïng ®Êt kh« c»n n»m xa khu d©n c−, ®é bèc h¬i cao vµ ®Êt lu«n thiÕu Èm. C¸nh ®ång t−íi kh«ng ®−îc trång rau xanh vµ c©y thùc phÈm ¨n trùc tiÕp v× mÇm bÖnh vµ kim lo¹i nÆng ch−a ®−îc lo¹i bá hÕt. • X¶ n−íc th¶i vµo giÕng thÊm hay b·i thÊm: Dïng khi n−íc th¶i cã l−u l−îng nhá, ®Êt cã hÖ sè thÊm thÝch hîp, ë khu vùc kh«ng dïng giÕng kh¬i, n−íc th¶i kh«ng chøa ho¸ chÊt ®éc h¹i. Ph−¬ng ph¸p nµy gäi lµ qu¸ tr×nh lµm s¹ch b»ng thÊm läc tù nhiªn trong ®Êt. • X¶ n−íc th¶i vµo s«ng, hå, ao, ®Çm: §©y lµ ph−¬ng ph¸p x¶ n−íc th¶i sau khi ®· xö lý s¬ bé vµo vùc n−íc tù nhiªn s½n cã (hå, ao…) hay nh©n t¹o, ®ãng vai trß nh− c¸c hå sinh häc ®Ó xö lý n−íc th¶i. T¹i ®©y ng−êi ta tËn dông kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña vùc n−íc tù nhiªn hay nh©n t¹o (s«ng, hå), n¬i x¶y ra ®ång thêi c¸c qu¸ tr×nh: pha lo·ng n−íc th¶i víi n−íc nguån, «xy ho¸ c¸c chÊt nhiÔm bÈn h÷u c¬ hoµ tan nhê c¸c vi sinh vËt hiÕu khÝ (sö dông «xy hoµ tan trong n−íc) ë tÇng n−íc mÆt vµ ph©n huû kÞ khÝ (kh«ng cã «xy) c¸c cÆn l¾ng tÇng d−íi. ë t©ng n−íc gi÷a lµ c¸c nhãm vi sinh vËt tuú tiÖn ho¹t ®éng. §èi víi hå sinh häc nh©n t¹o, chiÒu s©u hå th−êng tõ 0,5 - 1,5 m. Hå sinh häc th−êng ®−îc chia lµm nhiÒu ng¨n (bËc). C¸c ng¨n cuèi n«ng h¬n c¸c ng¨n ®Çu. Cã thÓ trång, th¶ c¸c c©y thuû sinh (bÌo, dong, ngæ, cá nÕn, sËy, l¸c, …) ®Ó t¨ng c−êng hiÖu qu¶ xö lý. Cã thÓ nu«i c¸ ë c¸c ng¨n sau cña chuçi hå sinh häc. Ph−¬ng ph¸p nµy cã −u ®iÓm lµ: - Lîi dông ao hå cã s½n ë ®Þa ph−¬ng, kh«ng ®ßi hái nhiÒu vèn ®Çu t− - C«ng t¸c vËn hµnh b¶o d−ìng ®¬n gi¶n, kh«ng cÇn tr«ng nom th−êng xuyªn - Cã thÓ kÕt hîp ®Ó nu«i trång thuû s¶n. Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p: Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 9
NÕu l−îng chÊt th¶i (chÊt h÷u c¬, chÊt dinh d−ìng) qu¸ cao, sÏ lµm cho hÖ sinh vËt hiÕu khÝ trong hå ho¹t ®éng m¹nh, lÊy hÕt «xy hoµ tan trong n−íc, dÉn ®Õn kh«ng ®éng vËt nµo sèng næi. MÆt kh¸c, t¶o sÏ ph¸t triÓn m¹nh khi hå bÞ phó d−ìng. §Õn khi hÕt nguån dinh d−ìng th× c¸c hÖ sinh vËt, ®Æc biÖt lµ t¶o bÞ chÕt hµng lo¹t, khi ®ã n−íc hå sÏ bÞ « nhiÔm nÆng, g©y mïi h«i thèi (hå chÕt). Xö lý bï̀n, cÆn cña n−íc th¶i: Trong qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i, b»ng bÊt kú ph−¬ng ph¸p nµo còng t¹o nªn mét l−îng cÆn ®¸ng kÓ. C¸c chÊt kh«ng hoµ tan ë bÓ l¾ng ®ît I ®−îc gäi lµ cÆn t−¬i. Cßn cÆn l¾ng sau giai ®o¹n xö lý sinh häc ®−îc gäi lµ mµng vi sinh (nÕu dïng bi«phin) vµ bïn ho¹t tÝnh (nÕu dïng aªr«ten), cÆn l¾ng sau c¸c c«ng tr×nh xö lý sinh häc hay bÞ gi÷ l¹i ë bÓ l¾ng ®ît II. Nãi chung, c¸c lo¹i cÆn trªn ®Òu cã mïi h«i thèi khã chÞu (nhÊt lµ cÆn t−¬i) vµ ®ã lµ sù biÓu hiÖn tr¹ng th¸i nguy hiÓm vÒ ph−¬ng diÖn vÖ sinh. Do vËy mµ cÆn nhÊt thiÕt ph¶i ®−îc xö lý thÝch ®¸ng. §Ó gi¶m hµm l−îng c¸c chÊt h÷u c¬ trong cÆn vµ ®Ó ®¹t ®−îc c¸c chØ tiªu vÒ mÆt vÖ sinh trong thùc tÕ ng−êi ta th−êng øng dông ph−¬ng ph¸p xö lý sinh häc yÕm khÝ trong c¸c c«ng tr×nh t−¬ng øng: bÓ tù ho¹i, bÓ l¾ng hai vá vµ bÓ mªtan. ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p xö lý sinh häc lµ tËn dông ®−îc ®iÒu kiÖn tù nhiªn, gi¶m chi phÝ n¨ng l−îng vµ hãa chÊt, ®¬n gi¶n vµ rÎ tiÒn h¬n so víi ph−¬ng ph¸p hãa - lý vµ cã kh¶ n¨ng tËn dông c¸c s¶n phÈm phô nh− thu håi khÝ ®èt vµ bïn lµm ph©n bãn. §¸y c¸c bÓ xö lý sinh häc hay c¸c bÓ l¾ng n−íc th¶i cã c¸c chÊt kh«ng hoµ tan nh− r¸c, l¾ng cÆn s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh «xy ho¸…chñ yÕu lµ c¸t, thµnh phÇn v« c¬, tû träng lín ®−îc ®Þnh kú vít lªn ph¬i kh« ®æ san nÒn hoÆc chÕ biÕn thµnh ph©n bãn, c¸c lo¹i r¸c ®−îc vít lªn ®−a vÒ b·i ch«n lÊp r¸c th¶i. C¸c lo¹i cÆn l¾ng cÆn ë hè ga gia ®×nh, nhÊt lµ sau c¸c chuång tr¹i, cã hµm l−îng h÷u c¬ cao, cã thÓ vít lªn ñ víi bïn trong bÓ xö lý sinh häc lµm ph©n vi sinh. T¸i sö dông n−íc th¶i vµ bïn cÆn trong n«ng nghiÖp: N−íc th¶i sinh ho¹t chøa hµm l−îng lín Nit¬, Phètpho, Kali lµ nh÷ng chÊt cÇn thiÕt cho c©y trång. V× vËy xu thÕ sö dông n−íc th¶i ®Ó t−íi c©y vµ bïn cÆn cña nã lµm ph©n bãn ngµy cµng t¨ng. N−íc th¶i sau khi l¾ng s¬ bé cã thÓ sö dông t−íi cho c©y trång. C−êng ®é t−íi phụ thuéc vµo ®Æc ®iÓm ®Êt, c©y trång vµ nång ®é c¸c chÊt trong n−íc th¶i vµ dao ®éng tõ 0,1 ®Õn 0,2 m/m2/n¨m (1.000m3/ha ®Õn 2.000m3/ha/n¨m ). Ph−¬ng ph¸p t−íi lµ t−íi ngËp hoÆc t−íi phun khi dïng n−íc th¶i ®Ó t−íi s¶n l−îng c©y trång sÏ t¨ng thªm 20% ®Õn 30%. Qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i sinh ho¹t sÏ t¹o nªn l−îng lín bïn cÆn (b»ng kho¶ng 1% thÓ tÝch n−íc th¶i xö lý). Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 10
Bïn cÆn n−íc th¶i chøa phÇn lín c¸c chÊt h÷u c¬, Nit¬ vµ ph«t pho. Hµm l−îng kali t−¬ng ®èi thÊp nªn ng−êi ta th−êng bæ sung thªm kali ®Ó trén cïng bïn cÆn lµm ph©n bãn. Ngoµi ra hµm l−îng CaO trong bïn cÆn cao nªn nã thÝch hîp trong viÖc c¶i t¹o ®Êt chua phÌn. Trong n−íc th¶i vµ bïn cÆn cña nã cã chøa c¸c lo¹i vi khuÈn g©y bÖnh, trøng giun s¸n. Trong 1 gam bïn cÆn chøa tõ 5 ®Õn 67 trøng giun s¸n. Trøng giun s¸n cã thÓ tån t¹i trong ®Êt ®Õn 1,5 n¨m. V× vËy nªn h¹n chÕ t−íi n−íc th¶i trong mïa thu ho¹ch. §èi víi c¸c lo¹i rau ¨n sèng th× kh«ng ®−îc t−íi trùc tiÕp n−íc th¶i lªn c©y rau. I.2. C¬ së vµ c¸c tiªu chÝ ®Ó lùa chän c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i phï hîp ViÖc lùa chän c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i cho khu vùc nghiªn cøu cÇn dùa trªn c¸c c¬ së sau: - §iÒu kiÖn s¶n xuÊt, t×nh h×nh kinh tÕ x· héi, ph−¬ng h−íng qui ho¹ch sö dông ®Êt ë khu vùc nghiªn cøu... - Nguån gèc c¸c lo¹i n−íc th¶i, l−îng n−íc th¶i ph¸t sinh - Thµnh phÇn tÝnh chÊt n−íc th¶i - §Æc ®iÓm cña c¸c nguån tiÕp nhËn n−íc th¶i (yªu cÇu vÖ sinh, ®Æc ®iÓm thuû v¨n...) - §iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n, kh¶ n¨ng cung cÊp vËt t− thiÕt bÞ. - C¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn m«i tr−êng kh¸c cña ®Þa ph−¬ng. I.2.1. Thµnh phÇn cña n−íc th¶i N−íc th¶i hay chÊt th¶i láng lµ n−íc ®· ®−îc sö dông cho nhu cÇu sinh ho¹t, s¶n xuÊt vµ c¸c môc tiªu kh¸c. Sau khi sö dông n−íc bÞ nhiÔm bÈn hay « nhiÔm ®ång thêi cã chøa nhiÒu vi trïng vµ c¸c chÊt ®éc h¹i kh¸c. V× vËy n−íc th¶i tr−íc khi x¶ vµo s«ng, hå (nguån n−íc) cÇn ph¶i ®−îc xö lý ®Ó ®¶m b¶o tho¶ m·n yªu cÇu b¶o vÖ m«i tr−êng. Møc ®é xö lý phô thuéc vµo nång ®é bÈn cña n−íc th¶i; kh¶ n¨ng pha lo·ng gi÷a n−íc th¶i víi n−íc nguån, kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña nguån n−íc vµ c¸c yªu cÇu vÒ mÆt vÖ sinh. §Ó thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh xö lý n−íc th¶i, tr−íc tiªn cÇn ph¶i biÕt ®Æc ®iÓm vÒ thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña chóng. a. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña n−íc th¶i vÒ mặt vËt lý : N−íc th¶i chøa c¸c chÊt r¾n cã c¸c kÝch th−íc kh¸c nhau víi xuÊt xø kh¸c nhau. Kho¶ng mét phÇn ba ®Õn mét nöa khèi l−îng chÊt r¾n ë d¹ng l¬ löng kh«ng tan cßn l¹i phÇn lín ë d¹ng tan vµ mét Ýt ë d¹ng keo. C¸c h¹t rÊt nhá m¾t th−êng khã ph©n biÖt vµ lµm cho n−íc ®ôc. Chóng th−êng lµ c¸c s¶n phÈm ph©n huû cña c¸c vËt chÊt h÷u c¬. Ngoµi c¸c h¹t nhá, n−íc th¶i cßn chøa c¸c h¹t sái c¸t lín, c¸c mÈu rau, Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 11
hoa qu¶, v¶i - giÎ, giÊy vôn, c¸c m¶nh chÊt dÎo... N−íc th¶i tõ hÖ thèng tho¸t n−íc chung, khi cã lÉn c¶ n−íc m−a, cã cuèn theo nhiÒu cÆn l¾ng, ®Êt, c¸t, sái h¬n. b. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña n−íc th¶i vÒ mặt ho¸ häc : C¸c chÊt bÈn trong n−íc th¶i bao gåm: c¸c chÊt bÈn h÷u c¬, v« c¬, vi sinh vËt vµ sinh vËt. Khi xÐt vÒ thµnh phÇn cña n−íc th¶i cÇn ph¶i biÕt ®−îc nång ®é chÊt bÈn cña nã. Nång ®é bÈn cña n−íc th¶i lµ l−îng chÊt bÈn chøa trong 1 ®¬n vÞ thÓ tÝch nước thải ®−îc tÝnh b»ng mg/l hoÆc g/m3. Ngoµi ra ng−êi ta cßn dïng kh¸i niÖm t¶i l−îng chÊt bÈn hay t¶i l−îng « nhiÔm. §ã lµ l−îng chÊt bÈn tÝnh theo ®¬n vÞ khèi l−îng trªn mét ®¬n vÞ thêi gian (g/s, kg/h, kg/ngµy, tÊn/n¨m). c. C¸c t¹p chÊt kh«ng hoµ tan trong n−íc th¶i §Ó nghiªn cøu c¸c chÊt kh«ng hoµ tan trong n−íc th¶i th−êng ph¶i tiÕn hµnh ph©n tÝch chóng b»ng c¸ch läc qua giÊy läc. PhÇn c¸c chÊt kh«ng hoµ tan bÞ gi÷ l¹i ë giÊy läc ®−îc gäi lµ chÊt l¬ löng. Hµm l−îng chÊt l¬ löng th−êng ®−îc x¸c ®Þnh sau khi ®· sÊy kh« ë nhiÖt ®é 1050C. Tïy theo kÝch th−íc h¹t, träng l−îng riªng cña chóng vµ tèc ®é cña dßng ch¶y mµ c¸c chÊt l¬ löng cã thÓ l¾ng xuèng ®¸y, næi lªn mÆt n−íc hoÆc ë tr¹ng th¸i l¬ löng. C¸c chÊt l¬ löng ®−îc chia lµm 2 lo¹i: chÊt l¬ löng kh«ng l¾ng ®−îc vµ chÊt l¬ löng l¾ng ®−îc. Ngoµi c¸c chÊt l¾ng ®−îc, trong n−íc th¶i cßn chøa c¸c t¹p chÊt næi cã träng l−îng riªng nhá h¬n träng l−îng riªng cña n−íc (mì, dÇu, dÇu má...). Khi l¾ng, c¸c chÊt nµy næi lªn bÒ mÆt c«ng tr×nh. d. C¸c chÊt keo, c¸c chÊt hoµ tan trong n−íc th¶i - C¸c chÊt keo: HÖ keo trong n−íc th¶i chia ra hai lo¹i: keo −a n−íc vµ keo kþ n−íc. Keo −a n−íc: §−îc ®Æc tr−ng b»ng kh¶ n¨ng liªn kÕt cña c¸c h¹t ph©n t¸n víi ph©n tö n−íc (m«i tr−êng ph©n t¸n). Chóng th−êng lµ nh÷ng liªn kÕt h÷u c¬ cã träng l−îng ph©n tö lín: Hydratcacbon (xenlul«, tinh bét), c¸c pr«tit (anbumin, hem«gl«bin, cazein cña s÷a, keo ®éng vËt vµ keo c¸), xµ phßng, phÇn lín c¸c chÊt nhuém h÷u c¬, c¸c vi sinh vËt... Keo kþ n−íc: kh«ng cã kh¶ n¨ng liªn kÕt gi÷a c¸c h¹t ph©n t¸n víi ph©n tö n−íc. VÝ dô c¸c keo kþ n−íc th−êng gÆp: ®Êt sÐt, hydr«xit s¾t, nh«m, silic... - C¸c chÊt hoµ tan trong n−íc th¶i: Thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c chÊt keo vµ c¸c chÊt hoµ tan trong n−íc th¶i chÞu ¶nh h−ëng rÊt lín cña c¸c chÊt pr«tit, chÊt bÐo vµ hydratcacbon cña thùc phÈm. Ngoµi ra chóng chÞu ¶nh h−ëng cña c¸c bicacbonat, sunphat, clorua chøa trong n−íc cÊp. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 12
L−îng keo chøa trong n−íc th¶i sinh ho¹t chiÕm kho¶ng 30-40 % l−îng c¸c chÊt l¬ löng. e. Sinh vËt vµ vi sinh vËt trong n−íc th¶i hay « nhiÔm sinh häc : Nhãm sinh vËt quan träng nhÊt trong n−íc th¶i míi x¶ ra lµ nh÷ng vi khuÈn ®i theo ph©n ng−êi. §a sè trong chóng lµ nh÷ng loµi kh«ng cã h¹i mµ cã lîi, chóng lµ nh÷ng loµi ph©n huû thøc ¨n trong ruét giµ. C¸c lo¹i vi khuÈn g©y bÖnh th−êng gÆp trong n−íc th¶i sinh ho¹t lµ: Vi khuÈn th−¬ng hµn, lþ, c¸c vi khuÈn g©y bÖnh ®−êng ruét vµ c¶ trøng giun s¸n do qu¸ tr×nh bµi tiÕt cña ng−êi vµ ®éng vËt. §Ó ®¸nh gi¸ møc ®é nhiÔm bÈn cña n−íc th¶i do c¸c vi khuÈn g©y bÖnh, ng−êi ta ®¸nh gi¸ qua mét lo¹i nhãm trùc khuÈn ®−êng ruét ®iÓn h×nh lµ vi khuÈn c«-li trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch n−íc (chØ sè c« li). ChØ sè c« li lµ sè l−îng trùc khuÈn ®−êng ruét (c«li) trong mét lÝt chÊt láng. Ngoµi vi khuÈn ra, trong n−íc th¶i cßn cã c¸c lo¹i nÊm men, nÊm mèc, rong t¶o vµ mét sè lo¹i thuû sinh kh¸c... chóng lµm cho n−íc th¶i bÞ nhiÔm bÈn sinh häc. I.2.2. TÝnh chÊt cña n−íc th¶i: a. TÝnh chÊt vËt lý cña n−íc th¶i : NhiÖt ®é cña n−íc th¶i th−êng cao h¬n nhiÖt ®é n−íc cÊp v× cã thªm n−íc nãng tõ c¸c hé gia ®×nh vµ c¸c ho¹t ®éng c«ng nghiÖp. MÇu vµ mïi: biÓu thÞ tuæi cña n−íc th¶i. N−íc th¶i míi x¶ ra th−êng cã mµu x¸m nhÑ. Khi thêi gian trong hÖ thèng tho¸t n−íc t¨ng lªn t¹o thµnh ®iÒu kiÖn kþ khÝ, mµu n−íc th¶i sÏ thay ®æi vµ chuyÓn tõ x¸m thµnh x¸m tèi vµ thµnh ®en. Mïi cña n−íc th¶i sinh ho¹t th−êng do c¸c lo¹i khÝ t¹o ra khi ph©n huû chÊt h÷u c¬. N−íc th¶i míi x¶ ra th−êng cã mïi khã chÞu, nã còng kh¸c mïi cña n−íc th¶i ®· ®Ó l©u qua ph©n huû kþ khÝ. Mïi ®Æc tr−ng cña n−íc th¶i æn ®Þnh hoÆc ®· ph©n huû lµ mïi cña khÝ H2S - hydro sulfur, t¹o ra do vi sinh vËt kþ khÝ vµ khö sulphat thµnh sulphit. §é ®ôc: §é ®ôc cña n−íc th¶i ®Æc tr−ng cho c¸c t¹p chÊt nhá d¹ng keo vµ huyÒn phï - chÊt l¬ löng kh«ng tan cã nguån gèc h÷u c¬ hoÆc v« c¬. Nguyªn nh©n t¹o cho n−íc bÞ ®ôclµ sù tån t¹i c¸c lo¹i bïn, axit silic, hy®roxÝt nh«m, keo h÷u c¬, vi sinh vËt, phï du sinh vËt... b. TÝnh chÊt ho¸ häc cña n−íc th¶i: ChÊt h÷u c¬: Trong n−íc th¶i víi nång ®é bÈn trung b×nh cã kho¶ng 75% chÊt r¾n l¬ löng, 40% chÊt r¾n tan chui qua giấy läc lµ chÊt h÷u c¬. Nh÷ng chÊt r¾n h÷u c¬ nµy cã xuÊt xø tõ ®éng, thùc vËt. Nh÷ng chÊt ho¹t tính bÒ mÆt lµ nh÷ng chÊt bÈn g©y « nhiÔm ®iÓn h×nh, c¸c hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i volatile, c¸c lo¹i thuèc trõ s©u trong n«ng nghiÖp .v.v. Ngµy nay Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 13
nhiÒu hîp chÊt nh− vËy lµ c¸c chÊt h÷u c¬ cao ph©n tö ®−îc tæng hîp vµ sö dông víi sè l−îng vµ chñng lo¹i t¨ng lªn theo thêi gian. C¸c chÊt ®¹m (Proteins) lµ thµnh phÇn cÊu t¹o chÝnh cña c¬ thÓ ®éng vËt. ë thùc vËt th× c¸c chÊt nµy Ýt h¬n. TÊt c¶ thøc ¨n t−¬i tõ ®éng vËt, thùc vËt ®Òu chøa c¸c chÊt ®¹m. C¸c chÊt ®¹m vÒ cÊu tróc ho¸ häc lµ nh÷ng phøc chÊt, kh«ng æn ®Þnh vµ lµ ®èi t−îng cho nhiÒu lo¹i sinh vËt ph©n huû. Mét sè chÊt tan trong n−íc vµ còng nhiÒu chÊt kh«ng tan trong n−íc. Hydrat cacbon lµ nh÷ng chÊt kh¸ phæ biÕn trong thiªn nhiªn vµ bao gåm ®−êng, tinh bét, xenlul«, sîi gç. TÊt c¶ c¸c chÊt nµy ®Òu cã trong n−íc th¶i. Hydrat cacbon chøa c¸c nguyªn tè cacbon, hydro vµ «xy. ChÊt bÐo, dÇu, mì lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ æn ®Þnh - bÒn v÷ng vµ kh«ng dÔ bÞ ph©n huû bëi vi sinh vËt. NÕu mì kh«ng ®−îc t¸ch ra khái n−íc th¶i tr−íc khi x¶ ra ngoµi, nã sÏ t¹o mµng, v¸ng næi trªn mÆt n−íc vµ g©y t¸c ®éng ng¨n c¶n ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh sinh häc. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt lµ c¸c chÊt h÷u c¬ cao ph©n tö, hoµ tan yÕu trong n−íc vµ t¹o bät trong c¸c tr¹m xö lý n−íc th¶i hoÆc trªn mÆt n−íc khi x¶ n−íc th¶i vµo nguån. C¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã xu h−íng tËp trung ë biªn giíi ph©n chia khÝ - n−íc. Trong qu¸ tr×nh lµm tho¸ng - sôc khÝ n−íc th¶i, c¸c chÊt nµy cã xu h−íng tËp trung trªn bÒ mÆt c¸c bät khÝ vµ t¹o líp bät bÒn v÷ng, æn ®Þnh. C¸c hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i (VOCs) cã ®iÓm s«i d−íi 1000C vµ ¸p suÊt bay h¬i v−ît h¬n 1mmHg ë 250C nãi chung ®−îc coi lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ bay h¬i (VOCs). Khi c¸c hîp chÊt ®ã ë tr¹ng th¸i h¬i th× chóng rÊt c¬ ®éng vµ do ®ã rÊt dÔ gi¶i phãng, lan to¶ vµo m«i tr−êng. C¸c chÊt trõ s©u, diÖt cá vµ ho¸ chÊt dïng trong n«ng nghiÖp lµ nh÷ng chÊt ®éc ®èi víi sinh vËt vµ lµ nh÷ng chÊt « nhiÔm nguån n−íc mÆt. Nh÷ng ho¸ chÊt nµy lµ thµnh phÇn chñ yÕu theo n−íc m−a tõ c¸c khu ®Êt n«ng nghiÖp, khu tr¹i nghØ, c«ng viªn. B¶ng 1.1 giíi thiÖu tæng qu¸t vÒ ®Æc tÝnh lý - ho¸ - sinh cña n−íc th¶i vµ nguån gèc cña tõng ®Æc tÝnh ®ã. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 14
B¶ng 1.1: §Æc tÝnh lý - ho¸ - sinh cña n−íc th¶i §Æc tÝnh Nguån gèc TÝnh chÊt vËt lý: - Mµu N−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp, chÊt h÷u c¬ thèi r÷a tù nhiªn. - Mïi N−íc th¶i bÞ ph©n huû, n−íc th¶i c«ng nghiÖp - ChÊt r¾n CÊp n−íc sinh ho¹t, n−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp, n−íc m−a, xãi mßn ®Êt, n−íc ngÇm x©m nhËp vµo èng tho¸t n−íc. - NhiÖt ®é N−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp Thµnh phÇn ho¸ häc: ChÊt h÷u c¬ : - Hydrat cacbon N−íc th¶i sinh ho¹t, dÞch vô vµ c«ng nghiÖp - DÇu, mì N−íc th¶i sinh ho¹t, dÞch vô vµ c«ng nghiÖp - Thuèc trõ s©u N−íc th¶i n«ng nghiÖp - Phenols N−íc th¶i c«ng nghiÖp - ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt N−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp - Nh÷ng chÊt kh¸c ChÊt h÷u c¬ thèi r÷a tù nhiªn ChÊt v« c¬ : - KiÒm ChÊt th¶i sinh ho¹t, n−íc cÊp sinh ho¹t, n−íc ngÇm ch¶y vµo - Clorua N−íc cÊp sinh ho¹t, chÊt th¶i sinh ho¹t, n−íc ngÇm ch¶y vµo, chÊt lµm mÒm n−íc - Nit¬ N−íc th¶i n«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t - pH N−íc th¶i c«ng nghiÖp - Ph«tpho N−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp, - Sunphua N−íc cÊp sinh ho¹t, n−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp - ChÊt ®éc N−íc th¶i c«ng nghiÖp KhÝ - H2S Sù ph©n huû cña n−íc th¶i sinh ho¹t - CH4 Sù ph©n huû cña n−íc th¶i sinh ho¹t - O2 N−íc cÊp sinh ho¹t, chÊt th¶i sinh ho¹t, n−íc ngÇm ch¶y vµo Thµnh phÇn sinh häc: - §éng vËt Kªnh, m−¬ng, cèng hë, s«ng vµ nhµ m¸y xö lý n−íc th¶i - Thùc vËt Kªnh, m−¬ng, cèng hë, s«ng vµ nhµ m¸y xö lý n−íc th¶i - Sinh vËt nguyªn sinh N−íc th¶i sinh ho¹t, nhµ m¸y xö lý n−íc th¶i - Vi rót N−íc th¶i sinh ho¹t Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 15
I.2.3. Tiªu chÝ lùa chän c«ng nghÖ vµ c«ng tr×nh xử lý nước th¶i (XLNT) Tõ c¸c c¬ së trªn, c¸c ph−¬ng ¸n c«ng nghÖ ®−îc ®Ò xuÊt vµ lùa chän theo c¸c tiªu chÝ nh− sau: - C«ng nghÖ xö lý ph¶i ®¶m b¶o chÊt l−îng n−íc sau xö lý ®¹t tiªu chuÈn x¶ vµo nguån tiÕp nhËn. N−íc sau xö lý cã thÓ dïng cho trång trät, nu«i trång thuû s¶n. N−íc th¶i sau xö lý ph¶i ®¹t tiªu chuÈn ViÖt Nam (TCVN 5945-1995, TCVN 6772- 2000…). - C«ng nghÖ xö lý ph¶i ®¬n gi¶n, dÔ vËn hµnh , cã tÝnh æn ®Þnh cao, vèn ®Çu t− vµ chi phÝ qu¶n lý ph¶i thÊp, tËn dông triÖt ®Ó c¸c c«ng tr×nh hiÖn cã. - C«ng nghÖ xö lý ph¶i cã kh¶ n¨ng tËn thu, t¸i chÕ, t¸i sö dông c¸c nguån chÊt th¶i nh− n¨ng l−îng (thu håi khÝ ®èt), ph©n bãn, t−íi ruéng… - Ph¶i phï hîp, cã tÝnh kh¶ thi vÒ tµi chÝnh (c¶ khi ®Çu t− x©y dùng còng nh− khi vËn hµnh, b¶o d−ìng). - §¬n gi¶n, phï hîp víi ®iÒu kiÖn cña ®Þa ph−¬ng: sö dông ®Êt, tËp qu¸n sinh ho¹t, ch¨n nu«i, trång trät... Phï hîp víi quy ho¹ch ph¸t triÓn cña ®Þa ph−¬ng. Kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn c¶nh quan kiÕn tróc chung vµ m«i tr−êng cña khu vùc. ViÖc lùa chän d©y chuyÒn c«ng nghÖ và c«ng tr×nh XLNT lµ bµi to¸n kinh tÕ, kü thuËt phøc t¹p. C¸c ph−¬ng ph¸p d©y chuyÒn c«ng nghÖ vµ c¸c c«ng tr×nh XLNT trong ®ã ph¶i ®−îc lùa chän trªn c¸c c¬ së sau: - Quy m« (c«ng suÊt) vµ ®Æc ®iÓm ®èi t−îng tho¸t n−íc (l−u vùc ph©n t¸n cña ®« thÞ, khu d©n c−, bÖnh viÖn). - §Æc ®iÓm nguån tiÕp nhËn n−íc th¶i vµ kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch cña nã. - Møc ®é vµ c¸c giai ®o¹n xö lý n−íc th¶i cÇn thiÕt. - §iÒu kiÖn tù nhiªn khu vùc: ®Æc ®iÓm khÝ hËu, thêi tiÕt, ®Þa h×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n. - §iÒu kiÖn cung cÊp nguyªn vËt liÖu ®Ó xö lý n−íc th¶i t¹i ®Þa ph−¬ng. - Kh¶ n¨ng sö dông n−íc th¶i cho c¸c môc ®Ých kinh tÕ t¹i ®Þa ph−¬ng (nu«i c¸, t−íi ruéng gi÷ mùc n−íc t¹o c¶nh quan ®« thÞ). - §iÒu kiÖn ®Êt ®ai cã thÓ sö dông x©y dùng tr¹m xö lý n−íc th¶i. - Nguån tµi chÝnh vµ c¸c ®iÒu kiÖn kinh tÕ kh¸c. C¸c tr¹m xö lý n−íc th¶i c«ng suÊt nhá vµ võa ph¶i ®¶m b¶o mét lo¹t c¸c yªu cÇu nh− x©y dùng ®¬n gi¶n, dÔ hîp khèi c¸c c«ng tr×nh, diÖn tÝch chiÕm ®Êt nhá, dÔ qu¶n lý vµ vËn hµnh vµ kinh phÝ ®Çu t− x©y dùng kh«ng lín. YÕu tè hîp khèi c«ng tr×nh lµ mét trong nh÷ng yÕu tè c¬ b¶n khi x©y dùng c¸c tr¹m xö lý c«ng suÊt nhá vµ võa ë ®iÒu kiÖn n−íc ta. C¸c c«ng tr×nh xö lý n−íc th¶i ®−îc hîp khèi sÏ h¹n chÕ ®−îc viÖc g©y « nhiÔm m«i tr−êng kh«ng khÝ, diÖn tÝch x©y dùng nhá ®¶m b¶o mü Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 16
quan ®« thÞ. N−íc th¶i sinh ho¹t cã thÓ xö lý t¹i chç trong c¸c c«ng tr×nh lµm s¹ch s¬ bé (t¸ch dÇu mì, t¸ch vµ xö lý cÆn trong ‘’n−íc ®en’’), c«ng tr×nh xö lý côc bé ®èi víi hÖ thèng tho¸t n−íc ®éc lËp hoÆc xö lý tËp trung t¹i tr¹m xö lý khu vùc . NhËn xÐt s¬ bé vÒ kh¶ n¨ng øng dông trong ®iÒu kiÖn c¸c thÞ trÊn, thÞ tø, ®« thÞ nhá ViÖt Nam: C«ng nghÖ phï hîp nªn ®−îc xem xÐt, ¸p dông réng r·i víi møc ®é xö lý s¬ bé hoÆc ®Õn bËc hai dùa trªn c¸c c¬ së vµ tiªu chÝ ®· nªu trªn nh− sau: - Xö lý c¬ häc ®Ó t¸ch cÆn l¾ng trong n−íc th¶i bằng song ch¾n r¸c, c¸c bÓ l¾ng c¸t, l¾ng ®ît I, bÓ l¾ng 2 vá, bÓ tù ho¹i, bÓ biogas (trong ph¹m vi hé gia ®×nh - xö lý t¹i chç kiÓu ph©n t¸n) - Xö lý sinh häc trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn nh− hå sinh häc, xö lý yÕm khÝ víi dßng h−íng lªn b»ng bÓ tự ho¹̣i c¶̉i tiṌn, xö lý trªn vïng ®Êt ngËp n−íc (wetland) - Khö trïng tr−íc khi x¶ ra nguån n−íc tiÕp nhËn ®−îc dïng cho môc ®Ých vui ch¬i gi¶i trÝ vµ ¨n uèng sinh ho¹t. - TËn dông n−íc th¶i sau xö lý ®Ó t−íi ruéng hoÆc nu«i c¸. I.3. Tæng quan vÒ t×nh h×nh nghiªn cøu xö lý n−íc th¶i trong vµ ngoµi n−íc I.3.1. Ngoµi nước Sù ph¸t triÓn mau chãng cña nÒn ®¹i c«ng nghiÖp trªn ph¹m vi toµn thÕ giíi, cïng víi sù më réng cña c¸c ®« thÞ mét c¸ch nhanh chãng ®· t¹o ra nh÷ng nguån chÊt th¶i lµm « nhiÔm nÆng nÒ m«i tr−êng n−íc vµ nã ngµy cµng trë nªn vÊn ®Ò cÊp b¸ch mang tÝnh toµn x· héi. C¸c n−íc tiªn tiÕn ë ch©u ¢u (Anh, Ph¸p, §øc....), Mü, Canada ®· ph¸t triÓn c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i, gi¶i quyÕt tèt m«i tr−êng. N−íc céng hoµ Rumani - ®èi t¸c hîp t¸c nghiªn cøu còng cã hÖ thèng xö lý n−íc th¶i ®« thÞ vµ c«ng nghiÖp ®¹t tr×nh ®é tiªn tiÕn. C¸c n−íc trong khu vùc nh− Singapore, Th¸i Lan viÖc øng dông c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i rÊt m¹nh mÏ. Tuy vËy, c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i lµ c«ng viÖc phøc t¹p tèn kÐm, ®ßi hái ph¶i th−êng xuyªn thay ®æi c«ng nghÖ, quy tr×nh nh»m gi¶m gi¸ thµnh s¶n xuÊt, phï hîp víi ®iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi tËp qu¸n cña mçi n−íc vÉn lµ nh÷ng vÊn ®Ò hiÖn nay ®ang ®−îc nghiªn cøu trªn thÕ giíi. T¸c dông cña ruéng ®−îc t−íi n−íc th¶i lµ t¸i sö dông n−íc th¶i lµm gi¶m khèi l−îng n−íc th¶i x¶ vµo nguån vµ gi¶m nång ®é chÊt « nhiÔm trong n−íc th¶i mµ kh«ng tèn nhiÒu kinh phÝ ®Çu t− nh− c¸c c«ng tr×nh xö lý nh©n t¹o. VÒ ¶nh h−ëng cña viÖc dïng n−íc th¶i ®Ó t−íi ®èi víi sóc vËt vµ con ng−êi cÇn ph¶i ®−îc nghiªn cøu trong mét thêi gian dµi, trªn ph¹m vi réng víi nhiÒu ®iÒu kiÖn kh¸c nhau vµ ph¶i theo dâi ¶nh h−ëng cña nhiÒu thÕ hÖ. Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ xö lý n−íc th¶i vµ t¸i sö dông n−íc th¶i trong n«ng nghiÖp trªn thÕ giíi ®−îc tæng kÕt nh− sau: Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 17
- Tripathi, Ên §é (1991) ®· thÝ nghiÖm dïng vi t¶o víi thùc vËt thuû sinh lµm s¹ch n−íc th¶i thµnh phè. ThÝ nghiÖm sau 29 ngµy cã thÓ lµm gi¶m 78,1% thÓ r¾n huyÒn phï; 89,2% PO43-, 81,7% NO3-, 95,1% NH4+; 7,9% COD; DO t¨ng ®Õn 70%. - M.Aaiz (Singapore) sö dông thiÕt bÞ t¶o ho¹t ho¸ lµm s¹ch n−íc th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp tõ tr¹i ch¨n nu«i lîn vµ nhµ m¸y dÇu cä. Sau 15 ngµy lo¹i bá ®−îc 80- 88% BOD; 70-82% COD; 60-70% N; 50-60% P. §©y lµ hÖ thèng ®¬n gi¶n thÝch hîp víi n−íc th¶i chøa nhiÒu chÊt h÷u c¬ vµ chÊt dinh d−ìng. - S.G Bharati, Ên §é (1992) ®· dïng t¶o xö lý « nhiÔm n−íc th¶i nhµ m¸y giÊy chøa lignin. Møc lignin gi¶m tõ 93 mg/l xuèng cßn 25 mg/l ®èi víi t¶o Chrrocucus minutus vµ 25,5 mg/l ®èi víi Phorindium ambiguum. - Sun-Kee Han and Hang-Sik Shin - Khoa x©y dùng d©n dông vµ m«i tr−êng - ViÖn nghiªn cøu khoa häc vµ c«ng nghÖ Daejeon - Nam TriÒu Tiªn Nghiªn cøu vÒ ho¹t ®éng cña hÖ thèng xö lý yÕm khÝ hai giai ®o¹n ®Ó xö lý n−íc th¶i chÕ biÕn thùc phÈm, hÖ thèng ho¹t ®éng víi t¶i träng 11,9 kg (VS) chÊt h÷u c¬ bay h¬i vµ ®¹t hiÖu suÊt 72,5%, khi t¶i träng chÊt h÷u c¬ gi¶m xuèng 5.4 kg/m3-ngµy th× hiÖu suÊt xö lý COD t¨ng ®Õn 95%, thêi gian l−u thuû lùc lµ 0,57 ngµy vµ hiÖu suÊt thu khÝ lµ 0,21 m3/ kg VS. - Tongkasame (1968) nghiªn cøu xö lý chÊt h÷u c¬ b»ng c¸c hå kþ khÝ vµ bÓ mª ten ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt khi pH trong hå ®iÒu chØnh trong kho¶ng gi¸ trÞ tõ 6,5 - 8,0. - Trªn thÕ giíi, nh÷ng c«ng tr×nh xö lý n−íc th¶i b»ng hå sinh häc ®· ®−îc nghiªn cøu vµ ®−a vµo øng dông tõ thÕ kû 19. Sau nh÷ng n¨m 1950, nh÷ng nghiªn cøu vÒ hå sinh häc ®· ®−îc c«ng bè réng r·i nh− c¸c c«ng tr×nh cña Gotastal (1954), Hermann vµ Gloyna (1958), Wenstrom (1955), Town (1957)... Theo tµi liÖu cña Porges vµ Mackenchun th× tèc ®é ph¸t triÓn hå sinh vËt rÊt nhanh, vµo n¨m 1957 ë Mü chØ cã 631 hå th× ®Õn n¨m 1962 cã tíi 1.647 hå. ë Ên §é, hiÖn nay cã 35 tr¹m xö lý n−íc b»ng hå sinh häc, mçi hå phôc vô cho mét khu d©n c− tõ 5.000 ®Õn 10.000 d©n, hiÖu suÊt xö lý BOD5 cña hå ®¹t tíi 85%. ë ¸o trong n¨m 1947 cã tõ 28.000 ®Õn 90.000 m3 n−íc th¶i ®−îc xö lý b»ng hå sinh vËt, hiÖu suÊt xö lý BOD5 ®¹t tõ 70% ®Õn 85%. - ë Hµn Quèc vµ Trung Quèc ng−êi ta ®· ¸p dông cã kÕt qu¶ kh¶ quan m« h×nh "§¶o trång thùc vËt n−íc ®a n¨ng" (xem h×nh 1.2). Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 18
H×nh 1.2: Minh häa m« h×nh “§¶o trång thùc vËt n−íc ®a n¨ng” ë Hµn Quèc “§¶o trång thùc vËt n−íc ®a n¨ng” lµ mét cÊu tróc sinh th¸i ®a n¨ng ®Ó b¶o vÖ hÖ sinh th¸i t¹o ®iÒu kiÖn cho c¸c loµi c¸, sinh vËt phï du sinh tr−ëng, ph¸t triÓn t¹o c¶nh quan hå n−íc ®Ñp, s¹ch, th«ng qua sù ph©n ly chÊt h÷u c¬ nhê vi sinh vËt kÕt dÝnh víi chÊt tiÕp xóc vi sinh vËt nh©n t¹o ë líp d−íi vµ ë líp trªn th× cã líp c©y trång hÊp thô chÊt dinh d−ìng lµm s¹ch n−íc. Nh÷ng −u ®iÓm næi bËt cña ®¶o trång thùc vËt n−íc ®a n¨ng: - Víi viÖc dÝnh kÕt vi sinh ë phÝa líp ®¸y th× chØ mét l−îng sinh vËt n−íc Ýt nhÊt còng lµm t¨ng kh¶ n¨ng tù lµm s¹ch n−íc. - Cã thÓ t¹o ®−îc ®¶o trång thùc vËt n−íc quy m« lín nhÊt ®Õn hµng ngµn mÐt vu«ng (vÝ dô nh− ë hå Dao Cheng – Céng hßa TriÒu tiªn (Hµn Quèc). - Cã thÓ chÞu ®ùng æn ®Þnh khi cã lôt léi hoÆc b·o lín - Cã kh¶ n¨ng thÝch øng víi biÕn ®éng vÞ trÝ trªn n−íc nhê cã sö dông hÖ thèng gi»ng, nÐo phï hîp. - Cã thÓ thùc hiÖn viÖc ®µo t¹o vÒ sinh th¸i häc, quan s¸t c¸c tr¹ng th¸i d−íi n−íc nhê hÖ thèng quay phim d−íi n−íc. HiÖu qu¶ cña ®¶o trång thùc vËt n−íc ®a n¨ng: - Qu¶n lý, kiÓm so¸t hÖ sinh th¸i vµ b¶o vÖ loµi c¸ b»ng c¸ch sö dông chÊt tiÕp xóc vi sinh vËt lµm gièng nh©n t¹o mµ t¹o ®−îc n¬i sinh sèng cho c¸c loµi c¸ vµ sinh vËt phï du, ng¨n ®−îc ¸nh s¸ng mÆt trêi, h×nh thµnh cÊu tróc sinh th¸i do sù lªn xuèng cña sinh vËt phï du, do thñy triÒu. - Lo¹i trõ ®−îc c¸c lo¹i muèi phó d−ìng nhê thùc vËt, nhê Enzim s¶n sinh ra do vi sinh vËt dÝnh kÕt vµo chÊt tiÕp xóc, vi sinh vËt vµ rÔ c©y mµ lµm chuyÓn hãa chÊt h÷u c¬ thµnh chÊt v« c¬ dÔ hÊp phô, mµ hÊp phô bëi N, P lµ nguyªn nh©n lµm phï d−ìng n−íc hå ao vµ kiÓm so¸t ®−îc sù sinh tr−ëng mµu xanh. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p xö lý n−íc th¶i ®« thÞ nh»m t¸i sö dông cho môc ®Ých n«ng nghiÖp 19