Luận văn: Xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè bằng tảo

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

174
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn: Xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè bằng tảo xác định thể loại kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, cách xác định các loại tảo để xử lý nước thải của kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè. Mời các bạn tham khảo luận văn để hiểu rõ hơn về những nội dung này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè bằng tảo

Xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc-Thò Ngheø baèng taûo Nguyễn Thị Thảo Sương
LÔØI CAÛM ÔN Toâi chaân thaønh baøy toû loøng caûm ôn ñeán Ts. Nguyeãn Vaên Tuyeân, ngöôøi ñaõ taän tình höôùng daãn, truyeàn ñaït cho toâi nhöõng kieán thöùc quyù baùu trong suoát thôøi gian hoïc taäp vaø nghieân cöùu. Trong quaù trình thöïc hieän luaän vaên, toâi thöôøng xuyeân nhaän ñöôïc: Söï quan taâm, giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân tinh thaàn cuûa Quyù Thaày Coâ trong boä moân Di truyeàn – Thöïc vaät – Tieán hoaù cuõng nhö phoøng Sau ñaïi hoïc tröôøng Ñaïi hoïc Sö phaïm TP.HCM. Söï giuùp ñôõ cuûa caùc anh chò kyõ sö vaø Ban Giaùm Ñoác Phaân vieän khaûo saùt quy hoaïch thuyû lôïi Nam Boä, vieän Pasteur TP.HCM, boä moân Ñòa chaát cô sôû vaø moâi tröôøng-Khoa ñòa chaát vaø daàu khí-Tröôøng Ñaïi hoïc Kyõ thuaät – TP.HCM. Söï hoã trôï nhieät tình cuûa Phoøng quaûn lyù taøi nguyeân nöôùc -Sôû Taøi nguyeân-Moâi tröôøng –TP.HCM. Söï quan taâm, giuùp ñôõ cuûa caùc anh chò vaø baïn beø cuøng khoaù hoïc. Cuoái cuøng, toâi xin gôûi lôøi tri aân ñeán gia ñình, baïn beø – nhöõng ngöôøi ñaõ uûng hoä vaø ñoäng vieân ñeå toâi hoaøn thaønh luaän vaên naøy.
MUÏC LUÏC Trang Lôøi caùm ôn Muïc luïc Danh muïc caùc kyù hieäu Danh muïc caùc baûng Danh muïc caùc hình veõ, ñoà thò MÔÛ ÑAÀU ..................................................................................................... ...... 1 Chöông 1 – TOÅNG QUAN 1.1 Nhöõng vaán ñeà chung veà nöôùc thaûi ........................................................ ...... 4 1.1.1 Nöôùc thaûi sinh hoaït .................................................................. ...... 4 1.1.2 Nöôùc thaûi coâng nghieäp ............................................................. ...... 6 1.2 Caùc thoâng soá ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi ................................... ...... 8 1.3 Nhöõng bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi ........................................................... .... 12 1.3.1 Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc ....................................................... .... 12 1.3.2 Phöông phaùp xöû lyù hoùa – lyù ..................................................... .... 13 1.3.3 Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc ..................................................... .... 13 1.4 Vai troø cuûa taûo trong xöû lyù nöôùc thaûi ..................................................... .... 16 1.5 Caùc coâng trình nghieân cöùu xöû lyù nöôùc thaûi coù söû duïng taûo ................. .... 21 1.5.1 ÔÛ ngoaøi nöôùc ............................................................................... .... 21 1.5.2 ÔÛ trong nöôùc .............................................................................. .... 21 1.6 Moät soá döï aùn caûi taïo keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø .............................. .... 21 Chöông 2 – ÑAËC ÑIEÅM TÖÏ NHIEÂN 2.1 Ñaëc ñieåm töï nhieân cuûa TP.HCM .......................................................... .... 25 2.1.1 Vò trí ñòa lyù ................................................................................. .... 25 2.1.2 Ñòa hình ...................................................................................... .... 25 2.1.3 Khí haäu ....................................................................................... .... 26 2.1.4 Thuûy vaên ..................................................................................... .... 27 2.1.5 Daân cö ......................................................................................... .... 29 2.1.6 Kinh teá ........................................................................................ .... 29 2.1.7 Giao thoâng .................................................................................. .... 30 2.2 Ñaëc ñieåm töï nhieân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø..................................... .... 31 2.2.1 Ñòa hình ...................................................................................... .... 31 2.2.2 Khí haäu ....................................................................................... .... 31 2.2.3 Thuûy vaên ..................................................................................... .... 33
2.2.4 Daân cö ......................................................................................... .... 34 2.2.5 Giao thoâng .................................................................................. .... 34 2.3. Hieän traïng tieâu thoaùt nöôùc keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ....................... .... 34 Chöông 3 – PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 3.1. Thôøi gian thöïc hieän .................................................................................. .... 36 3.2. Caùc ñòa ñieåm thu maãu ............................................................................. .... 36 3.3. Thu vaø xöû lyù maãu .................................................................................... .... 38 3.4. Phöông phaùp nuoâi caáy ............................................................................. .... 39 3.5. Nghieân cöùu .............................................................................................. .... 39 Chöông 4 – KEÁT QUAÛ VAØ THAÛO LUAÄN 4.1. Xaùc ñònh theå loaïi nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ..................... .... 41 4.2. Giai ñoaïn ñieàu tra cô baûn ....................................................................... .... 43 4.3. Giai ñoaïn nuoâi thöû nghieäm ..................................................................... .... 44 4.3.1 Nguoàn gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi ................................................ .... 44 4.3.2 Maät ñoä gioáng caáy vaøo nöôùc thaûi ............................................... .... 45 4.4. Giai ñoaïn nuoâi caáy chính thöùc ................................................................ ... 45 4.4.1. Ñaùnh giaù caùc chæ soá thuûy-lyù-hoùa trong quaù trình xöû lyù ............ .... 45 4.4.2. Söï bieán ñoäng caùc chæ soá thuûy-hoùa trong quaù trình xöû lyù ......... .... 56 4.4.3. Ñaùnh giaù caùc chæ soá sinh hoïc trong quaù trình xöû lyù ................. .... 64 4.4.3.1. Chæ soá E.coli ................................................................ .... 64 4.4.3.2. Cô caáu thaønh phaàn loaøi sau xöû lyù ............................... .... 65 4.4.3.3. Tính söùc saûn xuaát ban ñaàu cuûa heä (Primary productivity) .............................................................. …70 4.4.3.4. Xaùc ñònh caùc nhoùm, ngaønh taûo chieám öu theá ôû moãi noàng ñoä...................................................................................... .... 71 4.4.3.5. Xaùc ñònh ñoä phì baèng tyû leä caùc nhoùm taûo .................. .... 74 4.4.3.6. Xaùc ñònh ñoä ña daïng veà loaøi (Species diversity) cuûa caùc maãu nöôùc thaûi sau xöû lyù ............................................. .... 76 4.4.3.7. Thoáng keâ caùc loaøi taûo ñaõ nghieân cöùu ........................ .... 78 KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ ............................................................................. .... 92 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .................................................................................... .... 96 PHUÏ LUÏC .............................................................................................................. .... 99
DANH MUÏC CAÙC KYÙ HIEÄU BOD5 (Biological oxygen demand): nhu caàu oxy sinh hoùa COD (Chemical oxygen demand): nhu caàu oxy hoùa hoïc DO (Dissolved oxygen): ñoä oxy hoøa tan Ec (Electric conductivity): ñoä daãn ñieän TSS (Total suspended solid): chaát raén lô löûng
DANH MUÏC CAÙC BAÛNG Baûng Trang Baûng 1.1. Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït chöa xöû lyù ..... ...... 5 Baûng 1.2. Thaønh phaàn nöôùc thaûi cuûa moät soá lónh vöïc coâng nghieäp cheá bieán noâng saûn, thöïc phaåm ................................................................... ...... 7 Baûng 1.3. Danh luïc taûo thöôøng coù maët trong caùc ao xöû lyù nöôùc thaûi nhieät ñôùi .... ... 18 Baûng 1.4. Danh luïc taûo xöû lyù kim loaïi naëng coù trong nöôùc thaûi............................ .... 19 Baûng 1.5. Danh luïc taûo chæ thò ñoä baån ôû Vieät Nam ............................................... .... 20 Baûng 1.6. Keát quaû xöû lyù baèng ao sinh hoïc moät soá loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp ôû Ñöùc ...................................................................... .... 22 Baûng 2.1. Nhieät ñoä trung bình thaùng (oC) .............................................................. .... 32 Baûng 2.2. Löôïng möa trung bình thaùng (mm/thaùng) ............................................. .... 32 Baûng 2.3. Ñoä aåm töông ñoái trung bình thaùng (%) ................................................. .... 33 Baûng 2.4. Böùc xaï maët trôøi trung bình haèng ngaøy (cal/cm2) .................................. .... 33 Baûng 3.1. Toùm taét löôïng maãu nghieân cöùu ............................................................. .... 37 Baûng 4.1. Keát quaû phaân tích chæ soá thuûy-hoùa nöôùc thaûi keânh Nhieâu loäc – Thò ngaøy 3/01/06 ..................................................... .... 41 Baûng 4.2. Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû TP.HCM (Keát quaû ñieàu tra cô baûn) ...... ... 43 Baûng 4.3. Cô caáu thaønh phaàn loaøi taûo ôû keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ................ .... 43 Baûng 4.4. Maät ñoä caù theå taûo trong 3 nguoàn gioáng ñieån hình ................................ .... 45 Baûng 4.5. Keát quaû phaân tích caùc thoâng soá thuûy-lyù-hoùa cuûa nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø tröôùc vaø sau xöû lyù ........................ .... 46 Baûng 4.6. Baûng ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc (theo X.M.Drachev) .......................... .... 47 Baûng 4.7. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá oâ nhieãm ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït ...................................................................................... .... 50 Baûng 4.8. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc maët .............................................................. .... 51 Baûng 4.9. Giaù trò giôùi haïn cho pheùp caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi coâng nghieäp ....................................... .... 53 Baûng 4.10. Giôùi haïn caùc traïng thaùi dinh döôõng ..................................................... .... 55 Baûng 4.11. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù theo caùc nguoàn gioáng .......... .... 56 Baûng 4.12. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi .. .... 57 Baûng 4.13. Giaù trò DO (%) trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa .................................... .... 58 Baûng 4.14. Giaù trò DO (ppm) trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi taïi 3 ñòa ñieåm
treân keânh ..................................................................................... .... 59 Baûng 4.15. Giaù trò pH trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa ............................................ .... 60 Baûng 4.16. Giaù trò pH trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ............. .... 61 Baûng 4.17. Giaù trò Ec trong quaù trình xöû lyù ôû 2 muøa .............................................. .... 62 Baûng 4.18. Giaù trò Ec trong quaù trình xöû lyù theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi .............. ... 63 Baûng 4.19. Keát quaû phaân tích chæ soá E.coli treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø......... 64 Baûng 4.20. Keát quaû phaân tích chæ soá E.coli cuûa moät soá keânh tieâu thoaùt ôû TP.HCM vaøo muøa khoâ-naêm 2006 ............................................... ... 65 Baûng 4.21. Cô caáu, thaønh phaàn loaøi taûo sau xöû lyù ................................................. ... 65 Baûng 4.22. Danh luïc caùc loaøi taûo chæ thò ñoä baån coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù ................................................ .... 66 Baûng 4.23. Giaù trò cuûa chæ soá Primary Productivity cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò ngheø.................................................................. ... 70 Baûng 4.24. Xaùc suaát tìm thaáy moãi ngaønh taûo trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ......... .... 72 Baûng 4.25. Moái töông quan giöõa caáu truùc taûo vaø ñoä phì ....................................... ... 74 Baûng 4.26. Söï bieán thieân ñoä phì cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä .......................................... ... 75 Baûng 4.27. Söï bieán thieân ñoä phì cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa ............................................................ .... 76 Baûng 4.28. So saùnh ñoä ña daïng veà loaøi (d) ôû 2 muøa ............................................. .... 77 Baûng 4.29. Söï bieán thieân giaù trò (d) cuûa heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä ......................................... .... 77 Baûng 4.30. Danh luïc caùc loaøi taûo tham gia xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ................................................................ .... 78
DANH MUÏC CAÙC HÌNH VEÕ, ÑOÀ THÒ Hình Trang Hình 1.1. Baûn ñoà keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø vaø caùc vò trí laáy maãu treân keânh . .. …3 Hình 1.2. Sô ñoà toùm taét caùc phöông phaùp sinh hoïc xöû lyù nöôùc thaûi ..................... .... 16 Hình 3.1. Ao caù quaän 8 – TP.HCM ........................................................................ .... 36 Hình 3.2. Thu maãu taûo taïi ao caù quaän 8 ................................................................ .... 36 Hình 3.3. Thu maãu taûo taïi ao caàu Bình Taân .......................................................... .... 37 Hình 4.1. Sô ñoà thuûy hoùa R.Maucha ...................................................................... .... 42 Hình 4.2. Nuoâi thöû nghieäm ôû caùc noàng ñoä ............................................................ .... 44 Hình 4.3. Nuoâi thöû nghieäm vôùi caùc nguoàn gioáng .................................................. .... 44 Hình 4.4. Nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau 4 ngaøy xöû lyù ..................... .... 45 Hình 4.5. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc nguoàn gioáng ..................... .... 56 Hình 4.6. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ........... .... 57 Hình 4.7. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (%) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa ........................................... .... 58 Hình 4.8. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò DO (ppm) trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø taïi caùc ñòa ñieåm khaùc nhau ............ .... 59 Hình 4.9. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa .................................................... .... 60 Hình 4.10. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò pH trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo caùc noàng ñoä nöôùc thaûi ..................... .... 61 Hình 4.11. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø ôû 2 muøa .................................................... .... 62 Hình 4.12. Ñoà thò söï bieán thieân giaù trò Ec trong heä xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø theo noàng ñoä nöôùc thaûi ........................... .... 63 Hình 4.13. Hình aûnh moät soá loaøi taûo chæ thò Mesosaprobe coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù .................................. .... 67 Hình 4.14. Hình aûnh moät soá ñoäng vaät khoâng xöông soáng coù trong nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø sau xöû lyù ......................................... .... 69 Hình 4.15. Phöông phaùp bình saùng toái ................................................................... .... 70 Hình 4.16. Moät soá hình aûnh minh hoïa söï xuaát hieän caùc toå hôïp taûo khaùc nhau ôû moãi noàng ñoä ................................................................................ .... 73
MÔÛ ÑAÀU 1. Tính caáp thieát cuûa ñeà taøi Keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø laø coáng khoång loà tieáp nhaän nöôùc thaûi cuûa toaøn TP.HCM. Hôn nöõa keânh coøn ñoùng vai troø quan troïng hình thaønh neân boä maët caûnh quan cuûa thaønh phoá. Ñaõ coù raát nhieàu döï aùn ñeå caûi taïo keânh vôùi soá voán ñaàu tö raát lôùn. Hieän taïi, döï aùn “Veä sinh moâi tröôøng thaønh phoá” do lieân doanh nhaø thaàu Tianjin – Coâng ty CHEC 3 ñang thi coâng coù toång möùc ñaàu tö laø 199,96 trieäu USD. Hieän nay, haàu heát heä thoáng keânh raïch taïi TP.HCM ñeàu bò oâ nhieãm traàm troïng, goùp phaàn cuøng thaønh phoá giaûi quyeát tình traïng oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc noùi chung, keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø noùi rieâng, vieäc nghieân cöùu nhöõng bieän phaùp toái öu nhaèm giaûm thieåu voán ñaàu tö laø raát caàn thieát. 2. YÙ nghóa thöïc tieãn vaø khoa hoïc cuûa ñeà taøi YÙ nghóa thöïc tieãn Nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø cuûa caùc ngaønh taûo nhaèm tieát kieäm cho ngaân saùch nhaø nöôùc trong lónh vöïc baûo veä moâi tröôøng. Aùp duïng keát quaû nghieân cöùu vaøo caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng coâng ngheä sinh hoïc cho caùc khu vöïc khaùc cuûa TP.HCM vaø caùc tænh, thaønh phoá khaùc. YÙ nghóa khoa hoïc Keát quaû nghieân cöùu laø taøi lieäu khoa hoïc veà lónh vöïc xöû lyù nöôùc thaûi baèng bieän phaùp sinh hoïc ôû moät nöôùc coù khí haäu nhieät ñôùi ñeå moïi ngöôøi tham khaûo. 3. Muïc ñích nghieân cöùu Ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm cuûa keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø hieän nay. 1
Nghieân cöùu khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø cuûa caùc ngaønh taûo. Nghieân cöùu dieãn theá caùc quaàn xaõ taûo trong heä xöû lyù nöôùc thaûi ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau. Nghieân cöùu khaû naêng taùi söû duïng nguoàn nöôùc thaûi. Ñaùnh giaù khaû naêng aùp duïng bieän phaùp xöû lyù baèng taûo ñoái vôùi caùc khu vöïc khaùc cuûa TP.HCM. . Ñoái töôïng nghieân cöùu Chuû yeáu 4 ngaønh taûo: Euglenophyta, Chlorophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta. Keânh Nhieâu Loäc –Thò Ngheø. Phaïm vi nghieân cöùu: Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá hoaù hoïc chính trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø. Nghieân cöùu söï bieán ñoåi caùc chæ soá sinh hoïc quan troïng trong quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø. Ñaùnh giaù nöôùc thaûi tröôùc vaø sau khi xöû lyù. Nghieân cöùu caáu truùc thaønh phaàn caùc loaøi taûo ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau trong quaù trình xöû lyù. Thieát laäp danh luïc taûo tham gia xöû lyù nöôùc thaûi theo caùc noàng ñoä, caùc ñòa ñieåm, caùc muøa. Vò trí nghieân cöùu: Thu maãu taïi 3 ñòa ñieåm treân keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø: caàu Thò Ngheø(1), caàu Coâng Lyù(2), caàu Traàn Quang Dieäu(3) (Hình 1.1) 2
2 1 3 Tyû leä: 1:25. 000.000 Nguoàn:[7] Chæ daãn: (vò trí laáy maãu treân keânh) Hình 1.1: Baûn ñoà keânh Nhieâu Loäc – Thò Ngheø vaø caùc vò trí laáy maãu treân keânh 3
Chöông 1 TOÅNG QUAN 1.1. Nhöõng vaán ñeà chung veà nöôùc thaûi Nöôùc thaûi ñoâ thò laø toå hôïp heä thoáng phöùc taïp caùc thaønh phaàn vaät chaát, trong ñoù chaát nhieãm baån thuoäc nguoàn goác höõu cô vaø voâ cô thöôøng toàn taïi döôùi daïng khoâng hoaø tan, daïng keo vaø daïng hoaø tan. Thaønh phaàn vaø tính chaát nhieãm baån phuï thuoäc vaøo möùc ñoä hoaøn thieän thieát bò , tình traïng laøm vieäc cuûa maïng löôùi, taäp quaùn sinh hoaït vaø möùc soáng xaõ hoäi cuûa ngöôøi daân… Do tính chaát hoaït ñoäng cuûa ñoâ thò maø chaát nhieãm baån nöôùc thaûi thay ñoåi theo thôøi gian, nhöng ñeå tieän lôïi trong söû duïng, ngöôøi ta quy öôùc ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït coù giaù trò bình quaân khoâng ñoåi. Chaát lô löûng: 65 gr/ ngöôøi/ngaøy ñeâm BOD5 cuûa nöôùc thaûi ñaõ laéng trong: 35 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Nitô cuûa nguoàn muoái amoân: 8 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Phoátphaùt (P2O5): 1,7 gr / ngöôøi /ngaøy ñeâm Clorua (Cl2): 9 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm Chaát hoaït tính beà maët: 2,5 gr / ngöôøi / ngaøy ñeâm [4] 1.1.1. Nöôùc thaûi sinh hoaït Nöôùc thaûi sinh hoaït laø nöôùc thaûi cuûa caùc khu daân cö, khaùch saïn, tröôøng hoïc, cô quan, beänh vieän… chöùa caùc chaát thaûi sinh ra trong quaù trình hoaït ñoäng soáng cuûa con ngöôøi. Ñaëc ñieåm cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït laø chöùa nhieàu chaát höõu cô deã phaân huûy (hydratcacbon, protein, môõ), caùc chaát raén vaø vi truøng. Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït ñöôïc giôùi thieäu trong baûng 1.1. 4
Baûng 1.1: Thaønh phaàn ñaëc tröng cuûa caùc loaïi nöôùc thaûi sinh hoaït chöa xöû lyù Nguoàn: [5] Chaát oâ nhieãm Ñôn vò Noàng ñoä (mg/l) Loaïi nheï Loaïi vöøa Loaïi naëng Chaát raén toång soá (TS) mg/l 350 720 1200 Toång soá caùc chaát hoøa tan (TDS) - 250 500 850 Khoâng bay hôi - 145 300 525 Bay hôi - 105 200 325 Chaát raén lô löûng (SS) - 100 220 350 Khoâng bay hôi - 20 55 75 Bay hôi - 60 165 275 Chaát raén laéng ñöôïc - 5 10 20 BOD5, 20oC, 5 ngaøy - 110 220 400 Toång cacbon höõu cô (TOC) - 80 160 290 COD - 250 500 1000 Nitô toång soá,theo N - 20 40 85 Höõu cô - 8 15 35 Amoniac töï do - 12 25 50 Nitrit - 0 0 0 Nitrat - 0 0 0 Phospho toång soá, theo P - 4 8 15 P – höõu cô - 1 3 5 P – voâ cô - 3 5 10 Clorua - 30 50 100 Sulfat - 20 30 30 Ñoä kieàm cao (theo CaCO3) - 50 100 200 Daàu môõ - 50 100 150 Coliform toång soá (soá löôïng/ 100ml) No/100ml 106-107 107-108 108-109 Caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi (VOCs) g/l 400 5
ÔÛ nöôùc ta coù nhieàu nhaø maùy, xí nghieäp xaây döïng ngay trong khu daân cö, vì vaäy thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi sinh hoaït coâng coäng khoâng ñaëc tröng cho nöôùc thaûi sinh hoaït ñaõ neâu trong baûng 2.1. 1.1.2. Nöôùc thaûi coâng nghieäp Nöôùc thaûi coâng nghieäp laø nöôùc thaûi töø caùc cô sôû saûn xuaát coâng nghieäp, tieåu thuû coâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi, caùc cô sôû chaên nuoâi coâng nghieäp. Heä vi sinh vaät töï nhieân thöôøng ít coù khaû naêng xöû lyù nhieàu loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp, hoaëc coù theå phaân huûy nhöng hieäu quaû raát thaáp. Dö löôïng chaát taåy röûa, thuoác tröø saâu, thuoác nhuoäm toång hôïp, chaát thaûi cuûa caùc xí nghieäp da giaøy…. Caàn coù caùc heä vi sinh vaät ñaëc bieät thích öùng vôùi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nguyeân lieäu. Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi noàng ñoä cao ñang hoaït ñoäng vaø ngaøy caøng hoaøn thieän ôû nhieàu nhaø maùy, xí nghieäp vaø caùc coâng trình coâng coäng. Tuy nhieân chi phí cho vieäc xöû lyù coøn raát cao. 6
Baûng 1.2: Thaønh phaàn nöôùc thaûi cuûa moät soá lónh vöïc coâng nghieäp cheá bieán noâng saûn, thöïc phaåm Ngaønh coâng nghieäp Chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi Noàng ñoä (mg/l) Cheá bieán söõa Toång chaát raén 4516 Chaát raén lô löûng 560 Nitô höõu cô 73,2 Natri 807 Canxi 112 Kali 116 Photpho 59 BOD5 1890 Loø moå traâu boø Chaát lô löûng 820 Nitô höõu cô 154 BOD5 996 Loø moå heo Chaát lô löûng 717 Nitô höõu cô 122 BOD5 1045 Hoån hôïp Chaát lô löûng 920 Nitô höõu cô 324 BOD5 2240 Thuoäc da Toång soá chaát raén tan 6000 – 8000 BOD5 900 NaCl 3000 Toång ñoä cöùng 1600 Sulfua 120 Proâtein 1000 Crom 30 -70 Nguoàn: [5] 7
1.2. Caùc thoâng soá ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi Tính chaát cuûa nöôùc thaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng phaân tích hoùa hoïc caùc thaønh phaàn nhieãm baån. Vì vieäc laøm ñoù gaëp nhieàu khoù khaên vaø phöùc taïp neân thoâng thöôøng ngöôøi ta chæ xaùc ñònh moät soá chæ tieâu ñaëc tröng nhaát veà chaát löôïng ñeå söû duïng thieát keá coâng trình xöû lyù. Caùc chæ tieâu ñoù laø: nhieät ñoä, maøu saéc, muøi vò, ñoä trong, pH, chaát tro vaø chaát khoâng tro, haøm löôïng chaát lô löûng, chaát laéng ñoïng, BOD, nhu caàu oxy cho quaù trình sinh hoùa (COD), haøm löôïng caùc chaát lieân keát khaùc nhau cuûa nitô, phoát pho, clorid, sulfat, oâxy hoøa tan, chaát nhieãm baån höõu cô… Haøm löôïng chaát lô löûng laø moät chæ tieâu cô baûn ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi. Caên cöù theo chæ tieâu naøy ngöôøi ta tính toaùn caùc beå laéng vaø xaùc ñònh soá löôïng caën laéng. Haøm löôïng chaát raén lô löûng trong nöôùc thaûi ñoâ thò dao ñoäng töø 100 – 500 mg/l. Chaát deã laéng ñoïng chieám moät phaàn chaát lô löûng – laø phaàn coù khaû naêng laéng xuoáng beå laéng sau 2 giôø, chieám khoaûng 65 – 75% chaát lô löûng (tính theo troïng löôïng). Haøm löôïng BOD laø chæ tieâu duøng ñeå tính toaùn coâng trình xöû lyù sinh hoïc. Vôùi caùc nguoàn nöôùc khaùc nhau, thaäm chí cuøng moät nguoàn nöôùc nhöng ôû nhöõng thôøi ñieåm khaùc nhau, chæ soá BOD cho nhöõng giaù trò khaùc nhau. Thôøi gian caàn thieát ñeå thöïc hieän quaù trình sinh hoùa phuï thuoäc vaøo noàng ñoä nhieãm baån, coù theå laø 1, 2, 3, 4, 5…., 20 ngaøy hay laâu hôn. Theo soá lieäu thöïc nghieäm vôùi thôøi gian 15- 20 ngaøy haàu nhö löôïng oxy cho quaù trình sinh hoùa ñaõ chi phí ñaày ñuû 99%. Hieän töôïng oxy hoùa xaûy ra khoâng ñoàng ñeàu theo thôøi gian. Böôùc ñaàu quaù trình xaûy ra vôùi cöôøng ñoä maïnh, sau ñoù giaûm daàn. Ví duï, ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït ôû nhieät ñoä 20oC qua 1 ñeán 2 ngaøy ñaàu tieâu hao 21% löôïng oxy toång coäng, qua 5 ngaøy 65%, qua 20 ngaøy 99%, qua 100 ngaøy khoaûng 100%. Nhö vaäy coù theå noùi BOD20 laø BODht – nhu caàu oxy cho quaù trình oxy hoùa hoaøn toaøn. Ñeå kieåm tra cheá ñoä coâng taùc cuûa caùc coâng trình xöû lyù thöôøng duøng 8
BOD5 (qua 5 ngaøy). Khi bieát BOD5 coù theå tính ñöôïc BOD20 baèng caùch duøng heä soá chuyeån ñoåi 0,684: BOD20 =BOD5 / 0,684 Caàn löu yù raèng BOD khoâng ñaëc tröng cho soá löôïng ñaày ñuû caùc chaát höõu cô coù chöùa trong nöôùc thaûi, vì raèng moät phaàn chaát höõu cô töï noù khoâng bò oxy hoùa sinh hoùa, phaàn khaùc duøng ñeå taêng sinh khoái. Vì vaäy ñeå xaùc ñònh löôïng oxy ñaày ñuû cho quaù trình sinh hoùa chaát baån höõu cô. Löôïng oxy söû duïng cho quaù trình oxy hoùa chaát höõu cô baèng phöông phaùp hoùa hoïc naøy goïi laø nhu caàu oxy cho quaù trình hoùa hoïc (COD): BOD = 0,86COD Ñoái vôùi nöùôc thaûi coâng nghieäp tæ soá ñoù coù theå khaùc nhau. Cuõng caàn xaùc ñònh haøm löôïng caùc lieân keát nitô vaø phoát pho coù chöùa trong nöôùc thaûi, vì noù laø thaønh phaàn cô baûn cho caùc vi sinh xöû lyù sinh hoùa nöôùc thaûi. Trong nöôùc thaûi ñoâ thò thöôøng chæ toàn taïi hai hình thöùc lieân keát nitô: lieân keát nitô toång coäng vaø lieân keát nitô cuûa muoái amoân. Döôùi taùc ñoäng cuûa nhoùm vi khuaån ñaëc bieät muoái amoân ñöôïc oxy hoùa ñeå trôû thaønh muoái cuûa 2 axit nitrit (RNO2) sau ñoù trôû thaønh muoái cuûa axit nitraùt (RNO3). Quaù trình oxy hoùa nitô goïi laø quaù trình nitô hoùa. Caùc vi khuaån tham gia vaøo quaù trình laø vi khuaån nitrit vaø nitrat. Ngöôøi ta chöùng minh quaù trình nitô hoùa qua 2 giai ñoaïn vôùi nhöõng vi sinh taùc ñoäng rieâng bieät, tröôùc heát laø vi khuaån nitroza – nitrosomonas oxy hoùa NH3 thaønh axit nitrit: 2 NH3 + 3 O2 = 2 HNO2 + 2 H2O +Q Tieáp theo vi khuaån nitrobacter oxy hoùa muoái cuûa axit nitrit: 2 HNO2 + O2 = 2 HNO3 + 2H2O +Q 9
Nhö vaäy nitrit vaø nitrat chæ coù theå xuaát hieän sau khi xöû lyù nöôùc thaûi trong caùc coâng trình sinh hoùa nhö beå Biophin vaø Aeroten. Baèng thöïc nghieäm ngöôøi ta ñaõ chöùng minh ñöôïc raèng löôïng oxy tieâu thuï cho quaù trình oxy hoùa1 mg nitô muoái amoân ôû giai ñoaïn taïo nitrit laø 3,43 mg O2, coøn ôû giai ñoaïn taïo nitrat laø 4,5 mg O2. Söï toàn taïi cuûa nitrit vaø nitrat trong nöôùc thaûi bieåu thò khaû naêng taïo khoaùng cuûa caùc chaát lieân keát höõu cô, noù cuõng ñaëc tröng cho cheá ñoä coâng taùc cuûa caùc coâng trình xöû lyù. Quaù trình nitô hoùa coù yù nghóa quan troïng trong kyõ thuaät xöû lyù nöôùc thaûi. Tröôùc heát noù phaûn aùnh möùc ñoä khoaùng hoùa caùc chaát höõu cô nhö ñaõ noùi ôû treân, nhöng quan troïng hôn laø quaù trình nitô hoùa tích luõy ñöôïc moät löôïng oxy döï tröõ coù theå öùng duïng ñeå oxy hoùa chaát höõu cô khoâng chöùa nitô khi löôïng oxy töï do (oxy hoøa tan) ñaõ tieâu hao heát. Haøm löôïng nitô muoái amoân coù trong nöôùc thaûi ñoâ thò laø chæ tieâu boå sung, ñaùnh giaù tính chaát nhieãm baån bôûi caùc chaát thaûi sinh hoaït. Nöôùc thaûi coù haøm löôïng nitô cuûa muoái amoân caøng lôùn thì caøng baån. Hôn nöõa phaûn öùng oxy hoùa nitô muoái amoân ñeå taïo thaønh nitrat yeâu caàu chi phí moät löôïng oxy gaáp 2 laàn so vôùi phaûn öùng oxy hoùa chaát höõu cô. Chính vì theá maø trong thöïc teá xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng haïn cheá ôû giai ñoaïn oxy hoùa chaát höõu cô vaø ñöôïc goïi laø xöû lyù sinh hoùa hoaøn toaøn. Ñeå ñaùnh giaù tính chaát nhieãm baån nöôùc thaûi bôûi khoaùng vaät, ngöôøi ta duøng chæ tieâu haøm löôïng sulfat vaø clorid. Trong nöôùc thaûi ñoâ thò haøm löôïng sulfat vaøo khoaûng 100 – 150 mg/l, coøn haøm löôïng clorid vaøo khoaûng 150 – 250 mg/l. Haøm löôïng sulfat vaø clorid thöôøng khoâng thay ñoåi tröôùc vaø sau xöû lyù vaø cuõng khoâng laøm aûnh höôûng tôùi caùc quaù trình hoùa lyù vaø sinh hoùa nöôùc thaûi vaø caën laéng. 10
Saét, niken, ñoàng, chì, keõm, croâm, asen, atimon, nhoâm… laø nhöõng chaát thuoäc nhoùm ñoäc haïi. Haøm löôïng cuûa chuùng trong nöôùc thaûi coâng nghieäp xaû vaøo heä thoáng nöôùc thaûi ñoâ thò khoâng ñöôïc vöôït quaù giôùi haïn quy ñònh ñeå khoâng laøm toån thöông tôùi khoái vi sinh. Xaùc ñònh caùc chaát hoaït tính beà maët laø vieäc phaûi laøm, vì nhoùm lieân keát hoùa hoïc naøy laøm aûnh höôûng xaáu tôùi coâng taùc cuûa quaù trình xöû lyù vaø traïng thaùi veä sinh cuûa nguoàn. Noàng ñoä cho pheùp cuûa caùc chaát hoaït tính beà maët ñoái vôùi coâng trình xöû lyù sinh hoùa laø 10 – 20 gr/l, laáy caên cöù vaøo thaønh phaàn vaø caáu truùc phaân töû cuûa chuùng. Löôïng oxy hoøa tan laø moät chæ tieâu cô baûn ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc thaûi ñöôïc xöû lyù. Ñeå coù söï hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa caùc hoà chöùa töï nhieân, löôïng oxy hoøa tan khoâng ñöôïc nhoû hôn 4 mg/l [4]. Trong nöôùc thaûi baån thoâng thöôøng khoâng coù oxy hoøa tan. Nöôùc thaûi coù chöùa moät löôïng lôùn caùc vi khuaån, virut, naám, reâu, taûo, giun saùn… Ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä nhieãm baån bôûi vi khuaån, ngöôøi ta ñaùnh giaù qua moät loaïi vi khuaån ñöôøng ruoät hình ñuõa ñieån hình – coâli. Coâli ñöôïc coi nhö moät loaïi vi khuaån voâ haïi soáng trong ruoät ngöôøi, ñoäng vaät, chieàu daøi khoaûng 1,5 wk, ñöôøng kính 0,5wk. Coâli phaùt trieån nhanh ôû moâi tröôøng coù chöùa glucoza 0,5% duøng laøm nguoàn naêng löôïng vaø nguoàn cacbon, clorua amoân 0,1% duøng laøm nguoàn nitô vaø moät soá nguyeân toá khaùc döôùi daïng voâ cô. Loaøi coù haïi laø viruùt. Moïi loaøi virut ñeàu soáng kyù sinh noäi baøo. Bình thöôøng khi bò dung giaûi moãi con coâli giaûi phoùng 150 con virut. Trong thöïc teá toàn taïi 2 ñaïi löôïng: coâli inñeùc vaø trò soá coâli. Coâli inñeùc (coâli chuaån ñoä) laø ñaïi löôïng duøng ñeå tính soá löôïng tröïc khuaån coù chöùa trong moät lít nöôùc thaûi. 11
Trò soá coâli (coâli tit) laø theå tích nöôùc thaûi nhoû nhaát (tính baèng ml) coù chöùa moät tröïc khuaån. Nhö vaäy, neáu noùi raèng coli tit baèng 400 töùc laø trong 400ml nöôùc thaûi coù chöùa moät con vi truøng coâli. Neáu coâli tit baèng 0,1 thì coù nghóa laø soá löôïng vi truøng coâli coù chöùa trong moät ml nöôùc thaûi tính baèng 10. Ñoái vôùi nöôùc thaûi sinh hoaït coâli tit thöôøng laø 0,000001 vaø thaáp hôn nöõa, nghóa laø trong 1 ml nöôùc thaûi coù chöùa tôùi 1000000 con vi truøng coâli. Möùc ñoä nhieãm baån vi truøng phuï thuoäc vaøo tình traïng veä sinh trong khu daân cö vaø nhaát laø taïi caùc beänh vieän, trong nhieàu tröôøng hôïp phaûi xöû lyù cuïc boä tröôùc khi xaû vaøo heä thoáng thoaùt nöôùc ñoâ thò hoaëc vaøo nguoàn. Ngoaøi vi khuaån ra, trong nöôùc thaûi coøn coù caùc loaïi naám meo, naám moác, rong taûo vaø moät soá loaïi caây thuûy sinh khaùc… Chuùng laøm cho nöôùc thaûi bò nhieãm baån sinh vaät. 1.3. Nhöõng bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi Ngöôøi ta phaân bieät 3 bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi: Xöû lyù cô hoïc Xöû lyù hoùa - lyù Xöû lyù sinh hoïc Nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng söû duïng bieän phaùp cô hoïc vaø sinh hoïc ñeå xöû lyù, coøn nöôùc thaûi coâng nghieäp thöôøng söû duïng bieän phaùp hoùa – lyù 1.3.1. Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc söû duïng nhaèm muïc ñích taùch caùc chaát khoâng hoøa tan vaø moät phaàn caùc chaát ôû daïng keo ra khoûi nöôùc thaûi. Nhöõng coâng trình xöû lyù cô hoïc goàm: song chaén raùc, beå laéng caùt, beå laéng, beå vôùt daàu môõ, beå loïc. Phöông phaùp naøy coù theå xöû lyù ñöôïc 60% caùc taïp chaát khoâng hoøa tan coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït vaø giaûm BOD ñeán 20%. 12