Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập nước nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương đứng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.53 MB, 109 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------- o0o --------------
TIÊU VŨ PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG
PHÁP ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO – DÒNG
CHẢY NGẦM THEO PHƯƠNG ĐỨNG
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ :
60 85 06
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP.HCM - 08/2011
i
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học :
TS. NGUYỄN TẤN PHONG
Cán bộ chấm nhận xét 1 :
TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG
Cán bộ chấm nhận xét 2 :
TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 09 tháng 08 năm 2011.
ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2011
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên Học viên: TIÊU VŨ PHƯƠNG
MSHV: 09250510
Ngày, tháng, năm sinh: 23/03/1985
Nơi sinh: Long An
Chuyên ngành: Công nghệ Mơi trường
I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SINH HOẠT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẤT NGẬP NƯỚC
NHÂN TẠO – DÒNG CHẢY NGẦM THEO PHƯƠNG ĐỨNG
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
-
Xác định tải trọng COD vận hành thích hợp của mơ hình ứng với các tải
trọng thí nghiệm tăng dần 175, 350, 525, 700 kgCOD/ha.ngày.
So sánh khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm của các mơ hình ứng với 03 lồi
thực vật xử lý vetiver, nến, sậy.
Phân tích khả năng tích lũy chất dinh dưỡng (nitơ và photpho) trong sinh
khối của các loài thực vật thử nghiệm và trong các lớp vật liệu lọc.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
Ngày 14 / 02 / 2011
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
Ngày 15/ 07 / 2011
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. NGUYỄN TẤN PHONG
CN BỘ MÔN
QL. CHUYÊN NGÀNH
TS. NGUYỄN TẤN PHONG
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
iii
LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy giáo, cô giáo Khoa
Môi Trường - Trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM. Trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu tại trường, các thầy cơ đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những tri thức
q báu giúp tác giả hồn thành chương trình đào tạo và Luận văn thạc sĩ.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Tấn Phong,
trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình
nghiên cứu khoa học.
Xin chân thành cảm ơn tập thể các anh chị nhân viên Phịng thí nghiệm,
Khoa môi trường, trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ
trong nghiên cứu và phân tích thử nghiệm.
Cảm ơn GS. Kenji Furukawa, Graduate School of Science and Technology,
Kumamoto University, Japan đã hỗ trợ công nghệ và chuyên môn sâu về các hệ
thống đất ngập nước nhân tạo.
Đồng thời, cảm ơn tổ chức JICA, Nhật Bản, đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên
cứu này.
Và cuối cùng, xin được biết ơn cha mẹ, anh em trong gia đình, biết ơn tất cả
các anh chị, các bạn lớp cao học Công nghệ Môi Trường K2008, K2009 các bạn
lớp đại học K.2006, K.2007 trường Đại Học Bách khoa Tp.HCM đã động viên, giúp
đỡ, đồng hành trong suốt hai năm học vừa qua và trong quá trình thực hiện
luận văn.
Trân trọng cảm ơn !
Tp. HCM, ngày 15 tháng 07 năm 2011
Tiêu Vũ Phương
iv
TÓM TẮT
Trong điều kiện hiện tại của Việt Nam, hầu như toàn bộ lượng nước thải sinh
hoạt phát sinh từ các hộ dân cư và một phần từ các khu công nghiệp ở cả khu vực
thành thị và nông thôn đều không được thu gom và xử lý đúng quy định. Ở những
nơi có hệ thống thu gom nước thải thì lại quá đơn giản và phần lớn đều được xả trực
tiếp vào các lưu vực sông, suối. Hệ quả là gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và
lây lan dịch bệnh cho cả người và động vật. Đồng thời, nước ngầm cũng bị ô nhiễm
đáng kể khi nước thải xâm nhập vào các tầng nước nơng. Bên cạnh đó, hầu như tất
cả các dự án xử lý nước thải và thốt nước đều khơng đi được đến nơi đến chốn, và
nếu có thì cũng chỉ là hướng đến giải quyết phần nào các vấn đề thoát nước mưa và
chống ngập úng.
Trong khi, khó khăn nhất của việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải đó
chính là các chi phí cho đầu tư, vận hành và bảo trì hệ thống quá cao. Vì vậy, vấn đề
nghiên cứu và tìm ra một công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khơng những đơn
giản, hiệu quả và chi phí thấp mà còn đảm bảo giải quyết được các vấn đề vệ sinh
môi trường là hết sức cần thiết.
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá tính khả thi của việc sử dụng
hệ thống đất ngập nước nhân tạo có dịng chảy ngầm theo phương đứng (V-SFS)
cho xử lý nước thải sinh hoạt không tập trung đối với các hộ dân cư và cộng đồng
nhỏ. Nghiên cứu được tiến hành trên 03 bể (mơ hình) gồm 03 lồi thực vật khác
nhau (sậy, Vetiver, nến) và vận hành song song nhau trong suốt các tải trọng thủy
lực (HAR) khác nhau (176, 132, 88 và 44 mm/ngày). Đồng thời, có 09 chỉ tiêu ô
nhiễm được đánh giá gồm: TSS, COD, BOD5, TN, N-NH+4 , N-NO3- , N-NO2- , PPO43- và T.coliform.
Thành phần % hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm thu được qua nghiên cứu
lần lượt là: TSS 96,9%, COD 92,4%, BOD5 96%, TN 44,5%, N-NH+4 60,5%, PPO43- 47,6%, và T.coliform 97,7%. Trong đó, hiệu quả xử lý tốt nhất thuộc về
những bể (mơ hình) có HAR thấp nhất và thời gian lưu nước (HRT) dài nhất. Đồng
thời, kết quả cho thấy khơng có sự khác biệt đáng kể nào về hiệu quả xử lý giữa các
loài thực vật khác nhau.
Việc phân tích khả năng tích lũy hàm lượng dinh dưỡng (N, P) trong thực vật
và vật liệu lọc đã cho thấy tỉ lệ % tích lũy TN, TP so với khả năng loại bỏ chúng
v
trong mơ hình đất ngập nước nhân tạo đối với thực vật và vật liệu lọc lần lượt là
43,94%; 32,11% và 16,72%; 49,90%.
Dựa vào những kết quả đạt được, ta có thể kết luận rằng hệ thống V-SFS có
thể được xem là một giải pháp bền vững cho vấn đề xử lý nước thải sinh hoạt, mặc
dù vẫn cần có các biện pháp tiền xử lý để loại bỏ thành phần cặn lớn, cát và thành
phần nổi. Đồng thời, sinh khối thực vật sau thu hoạch có thể được sử dụng làm
nhiên liệu đốt.
vi
ABSTRACT
In the current conditions in Vietnam, almost all domestic wastewater from
household and a part from industry in both municipal and rural areas, Vietnam has
not been collected and treated. In some areas where have simple sewage system,
almost domestic wastewater is discharge direct in to these systems and flow to
spring or river. That caused living environmental pollution and propagation of
diseases in the human and animal. Anh groundwater was polluted through
infiltration into the shallow aquifer. Beside, almost all the drainage and wastewater
treatment projects is not yet to be everywhere, and if so, is only towards solving rain
- water drainage and resisting flooding problems.
The most difficulty of wastewater treatment is the cost for capital and
operation and maintenance system. Therefore, study and discover a suitable
domestic wastewater treatment technology for urban and rural areas, not only
simple, efficient and low cost, but also ensure hygienic environment solutions is
reasonable and feasible
This research investigated the feasibility of using constructed wetland system
with vertical - subsurface flow (V-SFS) for treating decentralized domestic
wastewater for household and small community. The pilot studied on three beds
included three macrophytes tested parallely reed, vetiver and bulrush with four
different HARs (176, 132, 88 and 44 mm/day).This study was tested with nine
different parameters including: TSS, COD, BOD5, TN, N-NH+4 , N-NO3- , N-NO2- ,
P-PO43- and T.coliform.
In terms of overall performances the following mean removal rates were
obtained: TSS 96.9%, COD 92.4%, BOD5 96%, TN 44.5%, N-NH+4 60.5%, P-PO4347.6%, and T.coliform 97.7%, respectively. The best removals were obtained in
those beds with the lowest HAR and the longest HRT. With regard to the type of
plant, no significant differences were found among macrophytes performance.
The analysis of nutrient content (TN, TP) accumulated in plants and filter
material also showed the percent of TN & TP accumulated rate compared with the
removal possibility of the DNNNT pilot in plant is 43.94%; 32.11%, respectively
and in filter material is 16.72%; 49.90%, respectively
According to these results, it can be concluded that V-SFS utilised in this
research could be a suitable solution for domestic wastewater as a stand-alone
vii
treatment, although a previous pre-treatment in order to remove grit, heavy solids
and floatable materials would be necessary. Besides, the obtained biomass could be
utilised as fuel in a small boiler for domestic uses.
viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ABS
Ankyl bezen sunfonat (Chất tẩy tổng hợp)
BOD5
Biological Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa cho
5 ngày)
BTNMT
Bộ tài nguyên môi trường
C/N
Tỷ lệ Carbon/Nitrogen
COD
Chemical oxygen demand (Nhu cầu oxy hóa học)
DNNNT
Đất ngập nước nhân tạo
FWS
Free water surface (Dịng chảy mặt)
HAR
Hydraulic application rate (Tải trọng thủy lực)
HRT
Hydraulic retention time (Thời gian lưu nước)
H-SFS
Horizontal subsurface flow system (Dòng chảy ngầm theo
phương ngang)
MPN
Most Probable Number (Mật độ khuẩn lạc)
NH4+-N
NO2- -N
NO3- -N
PO43-- P
Ammonium Nitrogen ion (Ion ammoni tính theo nitơ)
Orthophosphate
PVC
Poly vinyl clorua
QCVN
Quy Chuẩn Việt Nam
SBR
Sequence Batch Reactor (Bể phản ứng dạng mẽ)
SCR
Song chắn rác
SFS
Subsurface flow system (Dòng chảy ngầm)
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TKN
Total Kjeldahl Nitrogen (Tổng nitơ Kjeldahl)
T-N
Total Nitrogen (tổng nitơ)
TOC
Toxic oxidation compound
TSS
Total Suspended Solid (Tổng chất rắn lơ lửng)
UASB
Up-flow Anaerobic Sludge Blanket (Bể dịng chảy ngược qua
Nitrite Nitrogen ion (Ion nitrit tính theo nitơ)
Nitrate Nitrogen ion (Ion nitrat tính theo nitơ)
tầng bùn kị khí)
UV
Ultraviolet visible (Tia cực tím)
V-SFS
Vertical subsurface flow system (Dịng chảy ngầm theo
phương đứng)
ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1: Đặc trưng của nước thải sinh hoạt .................................................................6
Bảng 2. 2: Một vài phương pháp xử lý nước thải theo quy trình xử lý cơ học, hóa
học, sinh học ............................................................................................................8
Bảng 2. 3: So sánh ưu và nhược điểm của các phương pháp DNNNT ........................ 17
Bảng 2. 4: Những q trình loại bỏ chất ơ nhiễm xảy ra trong hệ thống DNNNT .......19
Bảng 2. 5: Khả năng hấp phụ photpho của một số vật liệu tự nhiên ............................ 22
Bảng 2. 6: Tốc độ vận chuyển oxy trong thực vật: Sậy và nến .................................... 24
Bảng 3. 1: Các thành phần đặc trưng của nước thải nghiên cứu ..................................41
Bảng 3. 2: Các thông số vận hành của mô hình nghiên cứu .........................................42
Bảng 3. 3: Các phương pháp phân tích .........................................................................43
Bảng 4. 2: Hàm lượng tích lũy TN, TP trong thực vật và vật liệu................................ 66
x
DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1: Sơ đồ mơ hình DNNNT có dịng chảy bề mặt .............................................15
Hình 2. 2: Sơ đồ cấu tạo mơ hình DNNNT có dịng chảy ngầm theo phương ngang
(M.L. và cộng sự, 2004) ........................................................................................16
Hình 2. 3: Sơ đồ đất ngập nước dịng chảy đứng (Cooper, 1996) ................................17
Hình 2. 4: Một số loại thực vật nổi ...............................................................................27
Hình 2. 5: Một số hình ảnh thực vật nửa ngập nước..................................................... 29
Hình 2. 6: Một số hình ảnh thực vật ngập nước ............................................................29
Hình 2. 7: Một số hình ảnh vật liệu lọc .........................................................................30
Hình 3. 1: Sơ đồ thiết kế cấu tạo mơ hình đất ngập nước nhân tạo có dịng chảy
ngầm theo phương đứng........................................................................................ 40
Hình 4. 1: Biến thiên nồng độ TSS theo thời gian nghiên cứu .....................................45
Hình 4. 2: Trung bình nồng độ TSS qua các tải trọng nghiên cứu ............................... 46
Hình 4. 3: Hiệu suất xử lý TSS qua các tải trọng nghiên cứu .......................................46
Hình 4. 4: Biến thiên nồng độ COD theo thời gian nghiên cứu ...................................47
Hình 4. 5: Trung bình nồng độ COD qua các tải trọng nghiên cứu ..............................48
Hình 4. 6: Hiệu suất xử lý COD qua các tải trọng nghiên cứu ..................................... 49
Hình 4. 7: Biến thiên nồng độ BOD5 theo thời gian nghiên cứu ..................................49
Hình 4. 8: Trung bình nồng độ BOD5 qua các tải trọng nghiên cứu ............................ 50
Hình 4. 9: Hiệu suất xử lý BOD5 qua các tải trọng nghiên cứu ....................................51
Hình 4. 10: Biến thiên nồng độ TN theo thời gian nghiên cứu .....................................52
Hình 4. 11: Trung bình nồng độ TN qua các tải trọng nghiên cứu................................53
Hình 4. 12: Hiệu suất xử lý TN qua các tải trọng nghiên cứu ...................................... 53
Hình 4. 13: Biến thiên nồng độ NH4+ theo thời gian nghiên cứu .................................54
Hình 4. 14: Trung bình nồng độ NH4+ qua các tải trọng nghiên cứu ............................55
Hình 4. 15: Hiệu suất xử lý NH4+ qua các tải trọng nghiên cứu ...................................55
Hình 4. 16: Biến thiên nồng độ NO3- theo thời gian nghiên cứu .................................. 56
Hình 4. 17: Trung bình nồng độ NO3- qua các tải trọng nghiên cứu .............................56
Hình 4. 18: Biến thiên nồng độ NO2- theo thời gian nghiên cứu ................................. 57
Hình 4. 19: Trung bình nồng độ NO2- qua các tải trọng nghiên cứu ...........................58
Hình 4. 20: Biến thiên nồng độ PO43- theo thời gian nghiên cứu .................................59
Hình 4. 21: Trung bình nồng độ PO43- qua các tải trọng nghiên cứu ............................60
xi
Hình 4. 22: Hiệu suất xử lý PO43- qua các tải trọng nghiên cứu ..................................60
Hình 4. 23: Hiệu suất xử lý T.coliform qua các tải trọng nghiên cứu ..........................61
Hình 4. 24: Cỏ Vetiver sau khi kết thúc giai đoạn nghiên cứu .....................................63
Hình 4. 25: Cỏ Nến sau khi kết thúc giai đoạn nghiên cứu ..........................................64
Hình 4. 26: Cỏ Sậy sau khi kết thúc giai đoạn nghiên cứu ...........................................64
Hình 4. 27: Hàm lượng tích lũy TN (a), TP (b) trong thực vật .....................................64
Hình 4. 28: Hàm lượng tích lũy TN (a), TP (b) trong vật liệu cát mịn .........................65
Hình 4. 29: Hàm lượng tích lũy TP trong vật liệu sỏi trịn ...........................................66
Hình 4. 30: Tỷ lệ % khả năng xử lý TN, TP của thực vật, vật liệu và các
cơ chế khác ............................................................................................................67
xii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................III
TÓM TẮT ................................................................................................................IV
ABSTRACT .............................................................................................................VI
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................VIII
DANH MỤC BẢNG BIỂU .....................................................................................IX
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................. X
MỤC LỤC.............................................................................................................. XII
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU .........................................................................................- 1 1.1...Đặt vấn đề.......................................................................................................- 1 1.2...Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................- 2 1.3...Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................- 2 1.4...Nội dung nghiên cứu ......................................................................................- 2 1.5...Ý nghĩa thực tiễn, khoa học của đề tài ...........................................................- 2 1.5.1. Ý nghĩa khoa học...................................................................................- 2 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................- 3 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN ................................................................................... 4
2.1...Tổng quan về nước thải sinh hoạt ...................................................................... 4
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
Định nghĩa nước thải sinh hoạt .................................................................4
Thành phần nước thải sinh hoạt ................................................................4
Tính chất nước thải sinh hoạt ....................................................................6
Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt..............................................7
2.2...Tổng quan về hệ thống đất ngập nước nhân tạo (DNNNT) ............................. 13
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.
2.2.5.
2.2.6.
2.2.7.
Khái niệm .................................................................................................13
Phân loại..................................................................................................14
Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm ....................................................................18
Cơ chế vận chuyển oxy ............................................................................23
Các điều kiện vận hành trong hệ thống DNNNT.....................................24
Các nhóm thực vật tham gia xử lý trong hệ thống DNNNT ....................26
Các loại vật liệu trong hệ thống DNNNT ................................................29
2.3...Các nghiên cứu về DNNNT .............................................................................. 31
2.3.1. Ngoài nước...............................................................................................31
2.3.2. Trong nước................................................................................................35
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 37
3.1. Mơ hình nghiên cứu ......................................................................................... 37
xiii
3.1.1. Đặc điểm khí hậu tại mơ hình nghiên cứu..............................................37
3.1.2. Mơ tả mơ hình nghiên cứu .......................................................................38
3.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................41
3.2.1. Đối tượng nghiên cứu ..............................................................................41
3.2.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................42
3.3. Phương pháp phân tích ..................................................................................... 43
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................... 45
4.1...Hiệu quả xử lý TSS ........................................................................................... 45
4.2...Hiệu quả xử lý COD, BOD5 ............................................................................. 47
4.2.1. COD .........................................................................................................47
4.2.2. BOD5 ........................................................................................................49
4.3...Hiệu quả xử lý Nitơ .......................................................................................... 51
4.3.1.
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
Tổng nitơ (TN) .........................................................................................51
Nitơ amonia (N-NH4+) .............................................................................54
Nitơ nitrat (N-NO3-) .................................................................................55
Nitơ nitrit (N-NO2-).................................................................................57
4.4...Hiệu quả xử lý Photpho (PO43-) ....................................................................... 58
4.5...Hiệu quả xử lý tổng coliform............................................................................ 60
4.6...Khả năng tích lũy chất dinh dưỡng (N, P) trong thực vật và vật liệu.............. 61
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN...................................................................................... 68
5.1...Kết luận ............................................................................................................ 68
5.2...Kiến nghị .......................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 70
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .................................................................................... 72
PHẦN PHỤ LỤC..................................................................................................... 73
PHỤ LỤC I. DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ ............................................. 73
PHỤ LỤC II. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH...................................................................... 74
PHỤ LỤC III. MỘT SỐ HÌNH ẢNH......................................................................... 91
Luận văn Thạc Sĩ
-1-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1.
Đặt vấn đề
Xử lý nước thải sinh hoạt nhằm bảo vệ chất lượng môi trường nước và hệ sinh
thái thủy sinh đã và đang được sự quan tâm hàng đầu trong các chính sách phát triển
bền vững của nhiều tỉnh thành trong cả nước.
Theo kết quả điều tra dân số năm 2006 thì dân số nơng thơn Việt Nam chiếm
76,5% tổng dân số cả nước, nếu tính cả dân số các đơ thị loại V chiếm khoảng 7%
thì địa bàn cấp nước và vệ sinh nông thôn phải phục vụ là hơn 83% hay khoảng 64
triệu người. Dự báo đến năm 2020 dân số nông thôn và các đô thị nhỏ khoảng 69
triệu người, trong đó dân số tại các đơ thị nhỏ là 19%. Đô thị nhỏ ở đây chủ yếu là
đô thị loại V với dân số tới 30.000 người, là những thị trấn, thị tứ nhỏ nằm rải khắp
và gắn bó mật thiết với các vùng nơng thơn. Ngồi gần 9000 xã vùng nơng thơn, cịn
có 520 thị trấn, đô thị nhỏ. Trong số các xã, xét theo địa lý có 2.061 xã vùng cao,
1.763 xã vùng núi, 335 xã biên giới, 47 xã hải đảo, 556 xã ven biển, 800 xã ven đơ
[1]
. Có thể nói, nơng thôn nước ta là nơi cung cấp nhân tài, vật lực cho đất nước.
Trong khi đó đời sống nhân dân nơng thơn vẫn cịn nghèo, gặp nhiều khó khăn, bao
gồm cả vấn đề cấp nước, thoát nước và vệ sinh môi trường. Đây là nhu cầu cơ bản
trong đời sống hàng ngày của mọi người và đang trở thành đòi hỏi bức bách trong
việc bảo vệ sức khoẻ và cải thiện điều kiện sinh hoạt cho nhân dân.
Tuy nhiên, hiện nay cả nước chỉ có hơn 12 thành phố gồm: Hà Nội, HCM, Đà
Nẵng, Hạ Long, Huế, Buôn Ma Thuật, Đà Lạt,…là có các dự án xử lý nước thải đô
thị công suất lớn đang trong giai đoạn quy hoạch và xây dựng. Còn ở các tỉnh thành
khác và vùng ven thì hầu như tồn bộ lượng nước thải sinh hoạt từ các hộ dân và một
phần từ các khu công nghiệp đều không được thu gom và xử lý theo đúng quy định.
Mặc dù vẫn có một số khu vực có hệ thống thu gom riêng biệt, nhưng nước thải sinh
hoạt vẫn không được xử lý mà xả trực tiếp vào các hệ thống đơn giản này và nguồn
tiếp nhận cuối cùng là sông suối, kênh rạch. Hệ quả là gây ô nhiễm nghiêm trọng
nhiều nhánh sông, đặc biệt là các sông đầu nguồn, làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng nguồn nước cấp cho người dân. Ngoài ra, chất lượng nước ngầm cũng bị suy
giảm đáng kể từ chính các dịng thải này.
Để giải quyết triệt để các vấn đề trên thì việc xây dựng hệ thống thu gom và
xử lý nước thải sinh hoạt tập trung cho các khu vực nông thôn và đô thị nhỏ là tất
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-2-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
yếu. Tuy nhiên, chi phí cho đầu tư một hệ thống xử lý nước thải truyền thống là quá
lớn, chi phí vận hành và bảo dưỡng cao.
Vì vậy, hệ thống đất ngập nước nhân tạo (constructed wetland) được lựa chọn
vì hệ thống này có nhiều ưu điểm nổi bật như cấu tạo đơn giản; hiệu quả xử lý cao
(nhất là đối với các vi khuẩn gây bệnh); chi phí cho xây dựng và vận hành thấp;
không sản sinh mùi hôi và tiếng ồn, …rất thích hợp áp dụng xử lý nước thải sinh
hoạt cho các vùng có diện tích đất dồi dào hay mật độ dân cư thấp.
1.2.
Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá khả năng xử lý nước thải sinh hoạt bằng hệ thống đất ngập nước
nhân tạo dòng chảy ngầm theo phương đứng giữa các loại thực vật khác nhau và các
tải trọng hữu cơ khác nhau.
1.3.
-
1.4.
1.5.
Phạm vi nghiên cứu
Mơ hình đất ngập nước nhân tạo dịng chảy ngầm theo phương đứng ở quy
mơ phịng thí nghiệm với ba loại thực vật là Vetiver (Chrysopogon
zizanioides), cỏ nến (Typha orientalis G.A. Stuart) và lau sậy (Phragmites
australis) được trồng trực tiếp trên các lớp vật liệu là đá, sỏi và cát xây dựng.
Mơ hình được đặt tại Phịng thí nghiệm, khoa Mơi Trường, trường đại học
Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.
Nội dung nghiên cứu
Xác định tải trọng COD vận hành thích hợp của mơ hình ứng với các tải trọng
thí nghiệm tăng dần 175, 350, 525, 700 kgCOD/ha.ngày.
So sánh khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm của các mơ hình ứng với 03 lồi
thực vật xử lý vetiver, nến, sậy.
Phân tích khả năng tích lũy chất dinh dưỡng (N, P) trong sinh khối của các
loài thực vật thử nghiệm và trong các lớp vật liệu lọc.
Ý nghĩa thực tiễn, khoa học của đề tài
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Bằng phương pháp thực nghiệm, nguyên cứu giúp đánh giá tải lượng hữu cơ,
cũng như loài thực vật tối ưu cho xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất
ngập nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-3-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
-
-
Kết quả thực nghiệm thu được sẽ là những thông số tham khảo để tối ưu hóa
trong việc thiết kế, cũng như kiểm sốt q trình vận hành hệ thống xử lý
nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập nước nhân tạo, nhằm áp dụng
cho những hộ dân cư hay cộng đồng nhỏ.
Phương pháp đất ngập nước nhân tạo là một trong những kỹ thuật sinh thái
điển hình, vừa giúp giảm chi phí vừa mang lại hiệu quả xử lý cao, giúp điều
hịa khơng khí và làm đa dạng sinh học. Vì vậy, với đặc thù điều kiện tự nhiên
ở Việt Nam, ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải là rất
tiềm năng.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-4-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
2.1.
Tổng quan về nước thải sinh hoạt
2.1.1. Định nghĩa nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các hộ dân cư, các khu thương mại hay
khu hành chính. Nước thải này bao gồm nước từ vệ sinh cá nhân, tắm giặt, nấu
nướng, nước từ hệ thống làm lạnh, vệ sinh sàn,... Nước thải này có lưu lượng biến
thiên theo từng giờ trong ngày, theo thời tiết, theo các thiết bị sử dụng nước và khả
năng cấp nước sinh hoạt cho cộng đồng đó (Lê Hồng Việt, 2002).
2.1.2. Thành phần nước thải sinh hoạt
Thành phần vật lý
Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:
-
Các chất khơng hịa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở
dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải …
Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng10-4-10-6 mm
Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử
hoặc phân li thành ion.
Nước thải sinh hoạt thường có mùi hơi khó chịu khi vận chuyển trong cống
sau 2 – 6 giờ sẽ xuất hiện khí H2S.
Thành phần hóa học
-
Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng các chất. Các
chất hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật: Cặn bã thực vật, rau, hoa quả,
giấy,… và các chất hữu cơ động vật như chất thải bài tiết của người ... Các
chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein
(chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 – 50%), các chất béo, dầu mỡ (10%).
Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải. Nồng độ các chất hữu cơ
thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD5, COD. Bên cạnh các chất
trên, nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp như các chất hoạt động
bề mặt, mà điển hình là chất tẩy tổng hợp ABS rất khó xử lý bằng phương
pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lý nước thải và
trên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-
-5-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Các chất vơ cơ trong nước thải chiếm 40 - 42% gồm chủ yếu: Cát, đất sét, các
axit, bazơ vô cơ,… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vơ cơ như: Sắt,
magie, canxi, silic, nhiều chất hữu cơ sinh hoạt như phân, nước tiểu và các
chất thải khác như: Thực phẩm thừa, dầu mỡ,....Nước thải vừa xả ra thường
có tính kiềm, nhưng dần dần trở nên có tính axit vì thối rữa.
Thành phần vi sinh vật
Trong nước thải cịn có mặt nhiều dạng vi sinh vật: Vi khuẩn, vi rút, nấm,
rong tảo, trứng giun sán… Trong số các dạng vi sinh vật đó, có thể có cả các vi trùng
gây bệnh, ví dụ như bệnh lỵ, thương hàn,…và có khả năng gây thành dịch bệnh. Về
thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ.
Khi xét đến các quá trình xử lý nước thải, bên cạnh các thành phần vô cơ, hữu
cơ, vi sinh vật như đã nói trên thì q trình xử lý cịn phụ thuộc rất nhiều trạng thái
hóa lý của các chất đó và trạng thái này được xác định bằng độ phân tán của các hạt.
Theo đó, các chất chứa trong nước thải được chia thành 4 nhóm phụ thuộc vào kích
thước hạt của chúng.
-
-
Nhóm 1: Gồm các tạp chất phân tán thô, không tan ở dạng lơ lửng, nhũ tương,
bọt,... Kích thước hạt của nhóm 1 nằm trong khoảng 10-1-10-4mm. Chúng
cũng có thể là chất vơ cơ, hữu cơ, vi sinh vật,… và hợp cùng với nước thải
thành hệ dị thể không bền và trong điều kiện xác định, chúng có thể lắng
xuống dưới dạng cặn lắng hoặc nổi lên trên mặt nước, hoặc tồn tại ở trạng
thái lơ lửng trong khoảng thời gian nào đó. Do đó, các chất chứa trong nhóm
này có thể dễ dàng tách ra khỏi nước thải bằng phương pháp trọng lực.
Nhóm 2: Gồm các chất phân tán dạng keo với kích thước hạt của nhóm này
nằm trong khoảng 10-4-10-6mm. Chúng gồm 2 loại keo: Keo ưa nước và keo
kỵ nước.
Keo ưa nước được đặc trưng bằng khả năng liên kết giữa các hạt phân tán với
nước. Chúng thường là những chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn:
Hydratcacbon (xenlulo, tinh bột), protit (anbumin, hemoglobin, …).
Keo kỵ nước (đất sét, hydroxyt sắt, nhơm, silic …) khơng có khả năng liên
kết như keo ưa nước.
Thành phần các chất keo có trong nước thải chiếm 35-40% lượng các chất lơ
lửng. Do kích thước nhỏ bé nên khả năng tự lắng của các hạt keo là khó khăn.
Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-6-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Vì vậy, để các hạt keo có thể lắng được, cần phá vỡ độ bền của chúng bằng
phương pháp keo tụ hóa học hoặc sinh học.
Nhóm 3: Gồm các chất hịa tan có kích thước hạt phân tử nhỏ hơn 10-7mm.
Chúng tạo thành hệ một pha còn gọi là dung dịch thật. Các chất trong nhóm 3
rất khác nhau về thành phần. Một số chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất nước
thải: Độ màu, mùi, BOD5, COD,… được xác định thơng qua sự có mặt các
chất thuộc nhóm này và để xử lý chúng thường sử dụng biện pháp hóa lý và
sinh học.
Nhóm 4: Gồm các chất trong nước thải có kích thước hạt nhỏ hơn hoặc bằng
10-8mm (phân tán ion). Các chất này chủ yếu là axit, bazơ và các muối của
chúng. Một trong số đó là các muối amonia, phosphat được hình thành trong
q trình xử lý sinh học.
-
-
2.1.3. Tính chất nước thải sinh hoạt
Tính chất nước thải giữ vai trị quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống
xử lý và quản lý chất lượng môi trường, sự dao động về lưu lượng và tính chất nước
thải quyết định tải trọng thiết kế cho các cơng trình đơn vị.
Thành phần và tính chất nhiễm bẩn của nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào tập
quán sinh hoạt, mức sống của người dân, mức độ hoàn thiện của thiết bị, trạng thái
làm việc của thiết bị thu gom nước thải. Lưu lượng nước thải thay đổi tuỳ theo điều
kiện tiện nghi cuộc sống, tập quán dùng nước của từng dân tộc, điều kiện tự nhiên và
lượng nước cấp.
Bảng 2. 1: Đặc trưng của nước thải sinh hoạt
Mức độ
Yếu
Trung bình
Mạnh
Sau
Bể phốt
mg/l
350
720
1200
44–54
Hịa tan (TDS).
mg/l
250
500
850
Lơ lửng (SS).
mg/l
100
220
350
2. Chất rắn lắng được.
mg/l
5
10
20
3. BOD520 .
mg/l
110
220
400
129–147
4. COD.
mg/l
250
500
1000
310–344
5. Nito tổng (tính theo N).
mg/l
20
40
85
41–49
Chất ơ nhiễm
1. Chất rắn tổng cộng (TS).
Đơn vị
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
Chất ô nhiễm
-7-
Đơn vị
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Mức độ
Yếu
Trung bình
Mạnh
Sau
Bể phốt
Hữu cơ.
mg/l
8
15
35
Amoni tự do.
mg/l
12
25
50
Nitrít.
mg/l
0
0
0
Nitrát.
mg/l
0
0
0
0–0,9
6. Photpho tổng
(tính theo P).
mg/l
4
8
15
12–14
Hữu cơ.
mg/l
1
3
5
Vô cơ.
mg/l
3
5
10
10–12
107-108
107-109
105,4–6,0
7. Tổng Coliform.
No/100 ml 106 - 107
28–34
Nguồn: Mc GRAW-HILL, 1991
Như vậy, nước thải sinh hoạt thường có các đặc trưng ơ nhiễm trung bình, cụ
thể như sau:
-
SS :
BOD :
COD :
TN :
TP :
Tổng coliform:
100 - 350 mg/l
110 - 400 mg/l
250 - 1000 mg/l
20 - 85 mg/l
4 - 15 mg/l
106 – 109 No/100 ml
2.1.4. Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của quy trình xử lý,
gồm có:
-
Xử lý cơ học.
Xử lý hóa học.
Xử lý sinh học.
Hệ thống xử lý nước thải hồn chỉnh có thể gồm một vài cơng trình đơn vị
trong các cơng đoạn xử lý cơ học, hóa học, sinh học và xử lý bùn cặn.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-8-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Bảng 2. 2: Một vài phương pháp xử lý nước thải theo quy trình xử lý cơ học,
hóa học, sinh học
Quy trình xử lý
Các cơng đoạn có thể áp dụng
Cơ học
Lắng cặn
Tách rác
Lọc qua lưới lọc
Làm thoáng
Lọc qua lớp vật liệu lọc, lọc qua màng
Tuyển nổi và vớt bọt
Khử khí
Khuấy trộn pha lỗng
Hóa học
Oxi hóa – khử: Clo hóa, Ozon hóa, làm thống, điện giải,
UV
Trung hòa bằng dung dịch axit hoặc kiềm
Keo tụ tạo bông
Hấp thụ và hấp phụ
Trao đổi ion
Sinh học
y Xử lý hiếu khí
- Bùn hoạt tính
+ Bể Aeroten thơng thường
+ Cấp từng bậc
+ Tăng cường
+ Mương oxy hóa
+ Từng mẽ (SBR)
+ Khử Nitơ
+ Ổn định cặn trong mơi trường
hiếu khí
- Sinh trưởng dính bám
+ Lọc sinh học
+ Aeroten tiếp xúc
+ Lọc sinh học kết hợp
làm thoáng
+ Đĩa sinh học
+ Tiếp xúc lơ lửng
y Xử lý yếm khí
+ Bể UASB
+ Bể lọc yếm khí
+ Bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ
+ Hồ yếm khí
+ Ổn định cặn trong mơi trường yếm khí – bể metan
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-9-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Xử lý cơ học
Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua q trình đó sẽ
khơng thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Xử lý cơ học nhằm tách các
chất lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằng
song chắn rác. Cặn vô cơ (cát, sạn, mảnh kim loại,…) được tách ra khi qua bể lằng
cát. Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp
theo và là bước ban đầu cho xử lý sinh học. Đối với nhà cao tầng, trong xử lý này
thường có các thiết bị như: song chắn rác (SCR), bể vớt dầu, bể tuyển nổi, bể lắng
đợt một, bể lọc,…
- Song chắn rác, lưới lọc thường được đặt trước trạm bơm trên đường tập trung
nước thải chảy vào hầm bơm, nhằm bảo vệ bơm không bị rác làm nghẹt. SCR
và lưới chắn rác thường đặt vng góc hoặc đặt nghiêng 45 - 900 so với dòng
chảy. Vận tốc nước qua SCR giới hạn từ 0,6 - 1m/s. Vận tốc cực đại dao động
trong khoảng 0,75 - 1m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song. Vận tốc cực
tiểu là 0,4m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải. SCR và lưới chắn rác dùng
để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như giấy, rau cỏ,
rác,… được gọi chung là rác. Rác được lấy bằng thủ công, hay bằng các thiết
bị tự động hoặc bán tự động. Rác sau khi thu gom thường được vận chuyển
đến bãi chôn lấp.
- Bể tách dầu mỡ được sử dụng để vớt bọt giúp loại bỏ dầu, mỡ và các chất
hoạt động bề mặt gây cản trở cho q trình oxy hóa và khử màu…
- Bể lằng cát được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất bẩn vô cơ có
trọng lượng riêng lớn như xỉ than, cát,… chủ yếu là cát. Trong trạm xử lý
nước thải, nếu cát không được tách khỏi nước thải, có thể ảnh hưởng lớn đến
các cơng trình phía sau như cát lắng lại trong các bể gây khó khăn cho cơng
tác lấy cặn (lắng cặn trong ống, mương,…), làm mài mòn thiết bị, rút ngắn
thời gian làm việc của bể methane do phải tháo rửa cặn ra khỏi bể. Với các
trạm xử lý khi lưu lượng nước thải > 100m3/ngày đêm cần thiết phải có bể
lắng cát. Theo hướng dịng chảy của nước thải ở trong bể lắng cát, người ta
phân loại: Bể lắng cát ngang (đơn giản, dễ thi công), bể lắng cát đứng (diện
tích nhỏ, q trình vận hành phức tạp), bể lắng cát sục khí… Trong thực tế
xây dựng thì bể lắng ngang được sử dụng rộng rãi nhất.
- Bể lắng đợt 1: Có chức năng:
Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-10-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Loại bỏ các chất rắn lắng được mà các chất này có thể gây nên hiện tượng
bùn lắng trong nguồn tiếp nhận.
Tách dầu, mỡ hoặc các chất nổi khác.
Giảm tải trọng hữu cơ cho cơng trình xử lý sinh học phía sau. Bể lắng đợt 1
khi vận hành tốt có thể loại bỏ 50 - 70% TSS, và 25 - 40% BOD5.
Hai thông số thiết kế quan trọng cho bể lắng là tải trọng bề mặt
(32 - 45m3/m2.ngày) và thời gian lưu nước (1,5 – 2,5 giờ). Bể lắng thường có dạng
hình chữ nhật (lắng ngang) hoặc hình trịn (lắng ly tâm). Hệ thống thu gom bùn lắng
và gạn chất nổi là bộ phận quan trọng của bể lắng.
Bể lắng đợt 1 được đặt trước bể xử lý sinh học. Trước khi vào bể Aeroten
hoặc bể lọc sinh học, hàm lượng chất lơ lửng trong nước không được quá 150mg/l.
Thời gian lắng khơng dưới 1,5 giờ.
- Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ lắng các bơng cặn có khả năng liên kết và có nồng
độ lớn trên 1.000mg/l. Tốc độ lắng của bể phụ thuộc vào nồng độ cặn. Thời
gian lắng và tải trọng bùn trên một đơn vị diện tích bề mặt là những thơng số
quyết định. Đó là những thơng số và đặc tính của bùn hoạt tính ở bể Aeroten
dùng để thiết kế bể lắng đợt 2.
- Bể lọc: Bể lọc có tác dụng tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ
bằng cách cho nước thải đi qua lớp vật liệu lọc, cơng trình này sử dụng chủ
yếu cho một số loại nước thải công nghiệp.
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được
60% các tạp chất khơng hịa tan và 20% BOD5.
Hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30 - 35%
theo BOD5 bằng các biện pháp làm thống sơ bộ hoặc đơng tụ sinh học.
Các loại bể lọc giúp loại bỏ cặn lơ lửng làm cho nước trong trước khi xả ra
nguồn tiếp nhận. Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, thì sau khi qua bể lọc nước thải
được khử trùng và xả vào nguồn.
Xử lý hóa học
Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng
nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành chất khác
dưới dạng cặn hoặc chất hịa tan nhưng khơng độc hại hay gây ơ nhiễm môi trường.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
Luận văn Thạc Sĩ
-11-
HVTH: Tiêu Vũ Phương
Xử lý hóa học nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý
của các cơng đoạn sau đó.
Ví dụ:
Dùng axit hay vôi để điều chỉnh pH
Dùng than hoạt tính, Clo, Ozon để khử các chất hữu cơ khó oxy hóa, khử
màu, mùi, khử trùng,…
Dùng bể lọc trao đổi ion để khử kim loại nặng …
Phương pháp xử lý hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải công
nghiệp. Đối với nước thải sinh hoạt, xử lý hóa học thường chỉ dùng hóa chất để
khử trùng.
Khử trùng nước thải là nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn
gây bệnh nguy hiểm hoặc chưa được hoặc không thể khử bỏ trong quá trình xử lý
nước thải.
Trong điều kiện tự nhiên, xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học cho
hiệu suất xử lý và khử trùng cao nhất, đạt tới 99,9%, còn các cơng trình xử lý sinh
học trong điều kiện nhân tạo chỉ đạt được 91 – 98%.
Khử trùng nước thải có nhiều phương pháp. Hiện nay những phương pháp
thường được sử dụng là:
- Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo.
- Dùng hypoclorit – canxi dạng bột – Ca(ClO)2 – hòa tan trong thùng dung dịch
3 - 5% rồi bơm định lượng vào bể tiếp xúc.
- Dùng hypoclorit natri, nước javel NaClO.
- Dùng clorua vôi, CaOCl2.
- Dùng Ozon thường được sản xuất từ khơng khí bằng máy tạo Ozon đặt trong
nhà máy xử lý nước thải. Ozon sản xuất ra được dẫn ngay vào bể hòa tan và
tiếp xúc.
- Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sinh ra. Đèn phát tia cực
tím đặt ngập trong dòng chảy nước thải.
Trong các phương pháp trên, khi khử trùng nước thải người ta hay dùng Clo
nước tạo hơi và các hợp chất của Clo vì Clo là hóa chất được các ngành cơng nghiệp
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp đất ngập
nước nhân tạo – dòng chảy ngầm theo phương đứng
