ĐỀ TÀI: Thế nào là nguồn thải phân tán? Giải pháp kiểm soát nguồn ô nhiễm phân tán. A. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NƯỚC THẢI PHÂN TÁN 1. Khái niệm hệ thống nước thải phân tán Hệ thống quản lý nước thải được coi là phân tán khi có hệ thống thoát nước và XLNT phân tán bao gồm việc thu gom, xử lý, xả hay tái sử dụng nước thải cho các hộ gia đình riêng lẻ (giải pháp tại chỗ), khu dân cư (giải pháp phân tán theo cụm), các nhà máy, xí nghiệp sản xuất riêng lẻ. 2. Đặc điểm hệ thống nước thải phân tán Hệ thống phân tán đối với nước thải đô thị: trong các đô thị lớn do khó khăn và không kinh tế trong việc xây dựng các tuyến cống thoát nước quá dài khi địa hình bằng phẳng hoặc mực nước ngầm cao, người ta thường quy hoạch thoát nước thải thành hệ thống phân tán theo các lưu vực sông, hồ. do đặc điểm địa hình và sự hình thành các kênh hồ trong các đô thị nước ta, hệ thống thoát nước thường phân ra các lưu vực nhỏ và độc lập. thoát nước phân tán sẽ là hình thức phù hợp đối với đa số đô thị nước ta. Trong trường hợp các đối tượng thoát nước (cụm dân cư, công trình công cộng, dịch vụ, nhà ở…) nằm vị trí riêng lẽ, độc lập hoặc cách xa hệ thống thoát nước tập trung, người ta thường tổ chức hệ thống thoát nước cục bộ hoặc xử lý nước thải tại chỗ. Nước thải sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường, được cho thấm vào đất, thải trưc tiếp vào sông hồ lân cận hoặc sử dụng để tưới cây, nuôi cá… Trong một số trường hợp, trước khi xả vào các đường cống thoát nước tập trung, các loại nước thải có chứa vi khuẩn gây dịch bệnh hoặc chất bẩn đặc biệt (nước thải bệnh viện, nước thải công nghiệp…) phải được khử trùng hoặc khử độc, đảm bảo điều kiện không ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ thống thoát nước đô thị và sức khỏe con người khi tiếp xúc. 3. Các loại nước thải của các hệ thống nước thải phân tán: a. Các loại nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt của con người. Một số hoạt động dịch vụ hoặc công cộng như bệnh viện, trường học, nhà ăn,… cũng tạo ra các nước thải có thành phần và tính chất tương tự như nước thải sinh hoạt. Ta phân loại nước thải phân tán thành các loại:  Theo nguồn gốc hình thành, trong các hộ gia đình có thể có các loại nước thải sau: Các loại nước thải được hình thành theo sơ đồ nêu trên có số lượng, thành phần và tính chất khác nhau. Tuy nhiên để thuận tiện cho xử lý và tái sử dụng, người ta chia chúng thành ba loại: - Nước thải không chứa phân, nước tiểu và các loại thực phẩm từ các thiết bị vệ sinh như bồn tắm, chậu giặt, chậu rửa mặt. Loại nước thải này chủ yếu chứa chất lơ lửng, các chất tẩy giặt và thường gọi là “nước xám”. Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải này thấp và thường khó phân hủy sinh học. - Nước thải chứa phân, nước tiểu từ các khu vệ sinh còn gọi là “nước đen”. Trong nước thải tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh và dễ gây mùi hôi thối. Hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (BOD) và các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho cao. - Nước thải nhà bếp chứa dầu, mỡ và phế thải thực phẩm từ nhà bếp, máy rửa bát. Các loại có hàm lượng lớn các chất hữu cơ (BOD, COD) và các nguyên tố dinh dưỡng khác . Các chất bẩn này dễ tạo khí sinh học và dễ sử dụng làm phân bón.  Theo đối tượng thoát nước, phân làm 2 nhóm nước thải: - Nhóm nước thải các hộ gia đình, khu dân cư; - Nhóm nước thải các cộng trình công cộng, dịch vụ như nước thải nhà ăn, bệnh viện, khách sạn, trường học. b. Các loại nước thải phát sinh từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất, đa số nằm trong khu đô thị 4. Thành phần và tính chất nước thải phân tán a. Nước thải sinh hoạt: Bảng: Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp APHA Thành phần Đơn vị Mức độ ô nhiểm Nặng Trung bình Nhẹ Chất rắn lơ lững mg/l 350 220 100 BOD 5 mg/l 400 220 110 COD mg/l 1000 500 250 Tổng Nitơ mg/l 85 40 20 Tổng Photpho mg/l 15 8 4 Dầu mỡ mg/l 150 100 50 Tổng số Coliform MPN/100ml 10 8 - 10 9 10 7 – 10 8 10 6 – 10 7 (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2006) Tùy theo nhu cầu sử dụng và lưu lượng xả thải, ta có thể tính tải lượng các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt dựa vào tải trọng chất thải trung bình cho một ngày đêm tính theo đầu người. Tác nhân gây ô nhiễm Tải trọng chất bẩn g/người/ ngày đêm Tải trọng chất bẩn của TP. HCM Tấn/ngày đêm Chất rắn lơ lửng (SS) 70 – 145 498,6 – 726,5 BOD5 45 – 54 320 – 384 COD 72 – 102 512,8 – 726 Tổng Nitơ 6 – 12 42,7 – 85,4 Tổng Photpho 0,8 – 4,0 5,69 – 28,4 Chất hoạt động bề mặt – – Dầu mỡ 10 – 30 71,3 – 213 (Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Lâm Minh Triết, 2006) b. Nước thải bệnh viện: Nước thải bệnh viện có thành phần và tính chất giống nước thải sinh hoạt đô thị, tuy nhiên nồng độ chất bẩn có thấp hơn do tiêu chuẩn sử dụng nước lớn. lượng chất bẩn tính theo đơn vị giường bệnh thải vào hệ thống thoát nước trong một ngày Bảng: Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp APHA Thành phần Đơn vị Mức độ ô nhiểm Nặng Trung bình Nhẹ Chất rắn lơ lững mg/l 220 160 100 BOD 5 mg/l 250 150 110 COD mg/l 300 200 140 Tổng số colifom MPN/100ml 10 9 10 7 10 6 Trong nước thải bệnh viện còn có chứa chất tẩy rửa, dư lượng dược phẩm, một số chất độc hại đặc trưng từ quá trình chẩn đoán, xét nghiệm bệnh nhân… đặc trưng của nước thải bệnh viện là xuất hiện các loại vi khuẩn gây bệnh như Somonella, Leptospira, Vibrio Choleral, Mycobacterium Tuberculosis… c. Các loại nước thải phát sinh từ các nhà máy, xí nghiệp sản xuất, đa số nằm trong khu đô thị Nước thải được tạo nên sau khi đã được sử dụng trong các quá trình công nghệ sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp. Thành phần gây ô nhiễm chính bao gồm các chất vô cơ (nhà máy luyện kim, nhà máy ản xuất vật liệu xây dựng, nhà máy phân bón vô cơ…), các chất hữu cơ dạng hòa tan (thông qua chỉ tiêu NOS), các chất hữu cơ vi lượng, gây mùi, vị (phenol, benzene…), các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học hay bền vững sinh học, các chất hoạt động bề mặt,… Do đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải rất khác nhau tùy thuộc vào hình công nghiệp và chế độ công nghệ nên khi xử lý cần cân nhắc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. B. GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT NGUỒN Ô NHIỄM PHÂN TÁN. I. Quản lý: Cơ quan quản lý nhà nước ần kiểm soát chặt chẽ và có chế tài nghiêm khắc đối với đơn vị xả thải gây ô nhiễm II.Công nghệ: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ – LỰA CHỌN HỆ THỐNG XỪ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN TÁN 1. Các phương pháp XLNT sinh hoạt:  XLNT bằng phương pháp cơ học Trong các công trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ…. Đây là các thiết bị, công trình xử lý sơ bộ tại chỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định.  XLNT bằng phương pháp sinh học kỵ khí. Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí. Đối với các hệ thống thoát nước quy mô nhỏ và vừa người ta thường dùng các công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng (làm trong nước ) với phân huỷ hiếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng. Các công trình được ứng dụng rộng rãi là các loại bể tự hoại, giếng thấm, bể lắng hai võ (bể lắng Imhoff), bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, bể lọc ngược qua tầng cặn kỵ khí ( UASB).  Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí. Quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự ôxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ ôxy tự do hoà tan. Nếu ôxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo. Ngược lại, nếu ôxy được vận chuyển và hoà tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đố là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên. Các công trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo thường được dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính ( bể acroten trộn, kênh ôxy hoá tuần hoàn.) hoặc màng sinh vật (bể lọc sinh vật, đĩa sinh vật ). Xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên thường được tiến hành trong hồ ( hồ sinh vật ôxy hoá, hồ sinh vật ổn định) hoặc trong đất ngập nước ( các loại bãi lọc, đầm lầy nhân tạo). • Phạm vi ứng dụng các biện pháp xử lý sinh học đối với nước thải sinh hoạt:  Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học Đây là quá trình khử trùng nước thải bằng hóa chất (các chất clo, ozon), khử nito, phot pho bằng các hợp chất hóa chất hóa học. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ xử lý trước khia xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải. 2. Lựa chọn hệ thống xử lý nước thải phân tán: Các phương pháp dây chuyền công nghệ và các công trình xử lý nước thải được lựa chọn trên các cơ sở: - Quy mô (công suất) và đặc điểm đối tượng thoát nước (lưu vực phân tán của đô thị, khu dân cư, bệnh viện…); - Đặc điểm nguồn tiếp nhận nước thải và khả năng tự làm sạch; - Mức độ và các giai đoạn xử lý nước thải cần thiết; - Điều kiện tự nhiên khu vực: đặc điểm khí hậu, thời tiết, địa hình, địa chất, thủy văn; - Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu để xử lý nước thải tại địa phương; - Khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế tại địa phương (nuôi cá, tưới ruộng, ); - Diện tích và vị trí đất đai sử dụng để xây dựng trạm xử lý nước thải; - Nguồn tài chính và các điều kiện kinh tế khác. Các trạm xử lý nước thaỉ công suất nhỏ và vừa phải đảm bảo một loạt các yêu cầu như xây dựng đơn giản, dễ hợp khối các công trình, diện tích chiếm đất nhỏ, dễ quản lý và vận hành và kinh phí đầu tư xây dựng không lớn. Yếu tố hợp khối công trình là một trong những yếu tố cơ bản khi xây dựng các trạm xử lý công suất nhỏ và vừa ở điều kiện nước ta. Các công trình xử lý nước thải được hợp khối sẽ hạn chế được việc gây ô nhiễm môi trường không khí, diện tích xây dựng nhỏ đảm bảo mỹ quan đô thị …Nước thải sinh hoạt có thể xử lý tại chỗ trong các công trình làm sạch sơ bộ ( tách dầu mỡ, tách và xử lý cặn trong ‘’nước đen’’…), trong công trình xử lý cục bộ đối với hệ thống thoát nước độc lập hoặc trong công trình xử lý tập trung tại trạm xử lý khu vực. XLNT tại chỗ sẽ làm giảm chi phí đầu tư xây dựng các tuyến cống thoát nước. Quy trình chung xử lý nước thải phân tán: Nước thải sinh hoạt Nước thải bệnh viện Nước thải sản xuất Tách cát, rác, cặn lắng trong nước thải Khử trùng các vi khuẩn gây bệnh (các biện pháp hóa học hay vật lý) Khử trùng chất đôc hại, đảm bảo các điều kiện làm việc bình thường của các công trình xử lý sinh học nước thải Xử lý sinh học (tách các chất hữu cơ trong nước thải) Khử các chất dinh dưỡng N, P và khử trùng nước thải (biện pháp inh học hóa học, hóa lý) Xả ra nguồn tiếp nhận Trên cơ sở nghiên cứu sự hình thành hệ thống thoát nước quy mô nhỏ nhỏ và vừa, đặc điểm các nguồn nước thải đô thị và điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội nước ta có thể thiết lập sơ đồ tổ chức XLNT cho các khu dân cư, thị trấn thị xã, các công trình công cộng và dịch vụ như sau: 3. Một số công trình đặc trưng đã được áp dụng trong việc xử lý nước thải phân tán: 3.1. Bể tự hoại: Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc một ( xử lý sơ bộ ) đồng thời thực hiện hai chức năng: lắng nước thải và lên men cặn lắng. Thể tích của bể tự hoại cũng có thể được chọn theo quy định của Quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình như sau : Bên cạnh bể tự hoại kiểu truyền thống, đến nay việc cải tiến bể tự hoại nêu trên nhằm nâng cao hiệu quả xử lý đã được Dạng xử lý theo bể tự hoại truyền thống:Bể tự hoại Nước thải vào Nước thải ra Hút bùn định kỳ - Thể tích của bể tự hoại cũng có thể được chọn theo quy định của Quy chuẩn cấp thoát nước cho nhà và công trình như sau : - Dạng bể tự hoạt kết học bãi lọc ngầm: Bể tự hoại Nước thải vào Hút bùn định kỳ Thấm vào đất Bãi lọc ngầm Thấm vào đất