Ứng dụng Công Nghệ sinh thái phục hồi tài nguyên nước

báo cáo tài nguyên nướcbảo vệ tài nguyên nước×báo cáo tài nguyên đất×cách bảo vệ tài nguyên nước×báo cáo tài nguyên môi trường×chiến lược bảo vệ tài nguyên nước×báo cáo tài nguyên biển

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN



BÁO CÁO ĐỀ TÀI

GVHD: TS Lê Quốc Tuấn Nhóm 7: DH09DL

1 Nguyễn Linh Em

2 Trần Thị Thụy

3 Mai Thị Xuân

4 Đặng Thị Nhi

5 Lê Thị Minh Trâm

6 Vũ Thị Kiều Trang

7 Phan Thị Thủy Tiên

TP.Hồ Chí Minh, tháng 3/2011

Lời Mở Đầu

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại

hóa đất nước, các nhu cầu về khai thác tài nguyên

thiên nhiên, sử dụng năng lượng ngày càng tăng

Kinh tế xã hội phát triển với sự xuất hiện hàng

loạt các nhà máy xí nghiệp, các công trình xây

dựng… đã tác động mạnh mẽ đến hệ sinh thái,

môi trường xung quanh cũng như điều kiện sống

của con người Tài nguyên có xu thế cạn kiệt dần,

tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng Sự biến đổi theo chiều hướng xấu của môi trường ảnh hưởng ngược trở lại đối với sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi một nước Môi trường ngày càng bị ảnh hưởng với hàng loạt hiện tượng bất thường như động đất, sóng thần, tan băng, hiệu ứng nhà kính cùng sự ô nhiễm và suy thoái nghiêm trọng về tài nguyên thiên nhiên Vì vậy vấn đề quản lý và bảo vệ môi trường, và đặc biệt là việc phục hồi tài nguyên thiên nhiên đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của nhân loại Và một trong

số tài nguyên mà nhân loại đang đề cập cấp bách nhất hiện nay chính là tài nguyên nước

Nước là một yếu tố sinh thái không thể thiếu đối với sự sống, là nguồn tài nguyên có khả năng tái tạo vô cùng quý giá đối với con người Nguồn nước quyết định ít nhiều đến sự

phát triển của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc Nước là mắt xích đầu tiên của chuỗi dài dinh dưỡng chủ yếu của sự sống sinh vật, do đó ảnh hưởng của nước đến sức khỏe là rất lớn Nước còn là nguồn khoáng sản và năng lượng to lớn của nhân loại Đây là một tiềm năng cần được con người khai thác và sử dụng

hợp lý “ Ở đâu có nước ở đó có sự sống”.

Vậy vấn đề đặt ra chính là việc ứng dụng công nghệ gì? Và ứng dụng như thế nào? trong phục hồi tài nguyên nước mà không gây ô nhiễm môi trường và nhất là đảm bảo tuân theo theo định hướng phát triển bền vững Trước

đó, đã có rất nhiều công nghệ được ứng dụng và triển khai tuy nhiên hiệu quả mang lại còn rất thấp và thiếu khả quan Cho đến năm 1960, xuất phát từ việc nghiên cứu các quá trình tự

nhiên trong việc làm sạch môi trường, một công nghệ mới ra đời với tên gọi “ công nghệ sinh thái – Ecotechnology” đã mang lại hiệu quả bất ngờ và đầy thuyết phục trong việc giải

quyết các vấn đề về môi trường

Từ sự tìm hiểu và phân tích nêu trên, đề tài nghiên cứu được thực hiện : “Ứng dụng công nghệ sinh thái trong phục hồi tài nguyên nước”.

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC 5

1.1 Tài nguyên nước 5

1.1.1 Tài nguyên nước trên thê giới 5

1.1.2 Tài nguyên nước ở Việt Nam 7

1.2 Thực trạng của tài nguyên nước 8

1.2.1 Thực trạng tài nguyên nước trên thế giới nói chung 8

1.2.2 Thực trạng tài nguyên nước ở Việt Nam 9

1.2.2.1 Tình hình khai thác và sử dụng nước 9

1.2.2.2 Tình trạng ô nhiễm nước 11

1.2.2.3 Các thách thức đối với tài nguyên nước hiện nay 12

1.3 Phục hồi tài nguyên nước? 13

1.3.1 Khái niệm phục hồi 13

1.3.2 Tại sao phải phục hồi tài nguyên nước 13

CHƯƠNG II: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆU QUẢ 15

2.1 Phương pháp lắng 15

2.2 Phương pháp Lọc 15

2.3 Phương pháp khử trùng 15

CHƯƠNG III:ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG PHỤC HỒI TÀI NGUYÊN NƯỚC 18

3.1 Phân loại và đánh giá các nguồn gây suy thoái chất lượng nước 18

3.2 Công nghệ phục hồi tài nguyên nước 20

3.2.1 Khả năng tự phục hồi của nước 21

3.2.2 Ứng dụng công nghệ sinh thái 25

3.3 Ứng dụng điển hình trong phục hồi tài nguyên nước 27

3.3.1 Đối với nước thải sinh hoạt 27

3.4.2 Đối với nước thải chăn nuôi 30

3.4.3 Đối với nước thải của công nghiệp sản xuất bia 34

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36

4.1 Kết luận 36

4.2 Kiến nghị 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM PHỤC HỒI TÀI NGUYÊN NƯỚC

1.1 Tài nguyên nước

Theo “Thuật ngữ thuỷ văn và môi trường nước”, tài nguyên nước là lượng nước trên một vùng đã cho hoặc lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể khai thác (nước mặt và nước dưới đất)

Tài nguyên nước bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ " Rõ ràng, tài nguyên nước của một lãnh thổ là toàn bộ lượng nước có trong đó mà con người có thể khai thác sử dụng được, xét cả về mặt lượng và chất, cho sinh hoạt, sản xuất, trong hiện tại và tương lai

Nước là dạng tài nguyên đặc biệt Nó vừa là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển của xã hội, vừa có thể mang tai họa đến cho con người Nước có khả năng tự tái tạo về lượng, về chất và về năng lượng

• Sự phân bố của nước trên bề mặt Trái Đất:

1.1.1 Tài nguyên nước trên Thế Giới

Theo Korzun và các cộng sự (1978), lượng nước toàn cầu là khoảng 1386 triệu km3, trong đó nước biển và đại dương chiếm tới 96,5% Chỉ còn lại khoảng 3,5% lượng nước trong đất liền và trong khí quyển Lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được khoảng 35 triệu km3, chiếm 2,53% lượng nước toàn cầu Tuy nhiên trong tổng số lượng

nước ngọt đó, băng và tuyết chiếm tới 24 triệu km3 và nước ngầm nằm ở độ sâu tới 600m

so với mực nước biển chiếm 10,53 triệu km3 Lượng nước ngọt trong các hồ chứa là 91.000

km3 và trong các sông suối là 2120 km3

Lượng mưa trung bình hàng năm trên bề mặt trái đất khoảng 800 ml Tuy nhiên sự phân bố mưa là không đồng đều giữa các khu vực trên thế giới, tạo nên những vùng mưa nhiều, dư thừa nước và những vùng mưa ít, thiếu nước Vùng dư thừa nước là nơi lượng mưa cao, thỏa mãn được nhu cầu nước tiềm năng của thảm thực vật Vùng thiếu nước là nơi mưa ít không đủ cho thảm thực vật phát triển Nhìn chung, châu Phi, Trung Đông, miền Tây nước Mỹ, Tây Bắc Mehico, một phần của Chile, Argentina và phần lớn Australia được coi là những vùng thiếu nước

Hình 1 : Hồ Crater (Mỹ) - hồ nước sạch nhất thế giớiNguồn nước trên các con sông là nguồn nước ngọt quan trọng, đáp ứng nhu các nhu cầu nước của con người và sinh vật trên cạn Theo Shiklomanov (1990), lưu lượng nước trên các dòng sông, thông qua chu trình nước toàn cầu, thể hiện sự biến động nhiều hơn lượng nước chứa trong các hồ, lượng nước ngầm và các khối băng

Bảng 1: Lượng nước chảy trên sông của thế giới

Khu vực Dòng chảy hàng năm

(km3)

% so với toàn cầu

1.1.2 Tài nguyên nước ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa bình quân hàng năm lớn (1800 – 2000 mm) và có một hệ thống sông ngòi chằng chịt, tạo nên nguồn nước rất phong phú Nếu tính các sông có độ dài trên 10 km thì chúng ta có tới 2500 con sông, với tổng chiều dài lên tới 52000 km

Trong đó hai hệ thống sông lớn nhất của cả nước là sông Hồng và sông Cửu Long

đã tạo nên hai vùng đất trù phú nhất cho phát triển nông nghiệp Việt Nam Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi ở miền Trung cũng rất phong phú, tạo nên các đồng bằng ven biển, tuy nhỏ hẹp nhưng rất quan trọng trong phát triển nông nghiệp khu vực miền Trung

Hệ thống sông ngòi này không những cung cấp nước cho mọi hoạt động phát triển kinh tế của đất nước mà còn là nguồn lợi thủy sản khá phong phú và hệ thống giao thông đướng thủy quan trọng của cả nước

Hình 2 : Hồ Ba Bể (Bắc Kan) – giàu tiềm năng du lịchTuy nhiên, do lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm (tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa, từ tháng 4-5 đến tháng 9-10, trừ vùng duyên hải miền Trung, mùa mưa đến muộn và kết thúc muộn 2-3 tháng nên thường gây ra úng lụt trong mùa mưa và khô hạn trong mùa khô đặc biệt ở các tỉnh miền Trung, nơi có địa hình dốc và

1.2 Thực trạng tài nguyên nước

1.2.1 Thực trạng tài nguyên nước trên thế giới nói chung

Hiện nay đường thủy và sông ngòi nói chung ở châu Âu đều nhiễm độc, nhất là từ các hợp chất hữu cơ chứa clo Nguyên nhân là dọc hai bên bờ sông có nhiều nhà máy, xí nghiệp hóa chất, như ở sông Ranh chẳng hạn

Ở Hà Lan người ta đã phát hiện ra loại nông dược độc hại và những chất vi ô nhiễm (Micropolluant) trong nước uống bắt nguồn từ sông Ranh

Ô nhiễm nước uống do nitrat (NO3-) từ nông nghiệp là một vấn đề nghiêm trọng Nông nghiệp hiên đại ngày nay sử dụng quá nhiều phân hóa học (nhất là phân đạm)

Khoảng chừng 20 năm qua, lượng NO3- đã khuyếch tán trong đất và gây ô nhiễm nước, ngày càng nhiều nguồn nước có lượng NO3- quá mức quy định Song điều nguy hiểm hơn nữa là ở vùng nông thôn thường có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật quá cao.

Hình 3 : Ô nhiễm nước ở Sông Yamuna, Ấn Độ (trái) và Sông Sarno (gần vịnh Naples,

châu Âu)Tại các nguồn nước ở các khu công nghiệp thì nồng độ các chất có hại vượt quá liều lượng cho phép bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ khó bị phân giải trong tự nhiên Chúng có thể nổi trên mặt nước, lơ lửng hoặc lắng sâu dưới đáy và tan trong nước Ví dụ chỉ một giọt dầu cũng tạo diện tích váng 0,25 m2 trên mặt nước, tương tự một tấn dầu sẽ tạo váng 500

ha, dù lớp màng váng rất mỏng song vẫn gây hại với sinh vật thủy sinh

Ở các đô thị của các nước đang phát triển thì 95% cống rãnh không được xử lý nước thải và đã xả ra các cánh đồng lân cận Hiện nay hầu hết các quốc gia trên thế giới đều bị ô nhiễm nước ở các mức độ khác nhau

 Thụy Sỹ là nước du lịch và vô cùng sạch sẽ Song các con sông suối ngoài biên giới Thụy Sỹ thì lại là nguồn nước bị ô nhiễm hoàn toàn Sông “Danuyp xanh” không còn là một hình ảnh thơ mộng, hiện nay với chiều dài 100 km từ Cremxo đến biên giới Slovakia, thực chất đã trở thành vùng nước chết về phương diện sinh học

 Ở Hoa Kỳ, hàng năm ngành nông nghiệp đã sử dụng khoảng 400 nghìn kg thủy ngân trong các loại thuốc bảo vệ thực vật

Hình 4 : Cá chết trắng trên Sông Mississippi (Mỹ) và ở Sông Tùng Hoa (Trung Quốc)

1.2.2 Thực trạng tài nguyên nước ở Việt Nam

1.2.2.1 Tình hình khai thác và sử dụng tài nguyên nước

Việt Nam là nước Đông Nam Á có chi

phí nhiều nhất cho thủy lợi Cả nước hiện có

75 hệ thống thủy nông, với 659 hồ, đập lớn và

vừa, trên 3.500 hồ, đập nhỏ, 1.000 cống tiêu,

trên 2.000 trạm bơm lớn nhỏ, trên 10.000 máy

bơm các loại, có khả năng cung cấp 60 - 70 tỷ

m3/năm Tuy nhiên, nhiều hệ thống thuỷ nông

đã xuống cấp nghiêm trọng, chỉ đáp ứng được

50 - 60% công suất thiết kế

Hình 5 : Nước dùng trong thủy sảnLượng nước sử dụng hàng năm cho nông nghiệp khoảng 93 tỷ m3, cho công nghiệp là 17,3 tỷ m3, cho dịch vụ là 2 tỷ m3, cho sinh hoạt là 3,09 tỷ m3 Dự tính tới năm 2030 dân số

cả nước đạt 129 triệu trong đó dân thành phố lên 60 triệu, kinh tế tăng trưởng 10 lần, GDP đầu người tăng 7 lần, diện tích tưới tăng 3,4%/năm, chuẩn cấp nước tăng gấp đôi, 150 lít/ngày/người, 100% dân được cấp nước sạch vào năm 2020

Cơ cấu dùng nước sẽ thay đổi theo xu hướng nông nghiệp 75%, công nghiệp 16%, tiêu dùng 9% Nhu cầu nước dùng sẽ tăng gấp đôi, chiếm khoảng 1/10 tổng lượng nước sông ngòi, 1/3 lượng nước nội địa, 1/3 lượng dòng chảy ổn định

Nước ta có trên 700 đô thị từ cấp I đến cấp V, nhu cầu cấp nước sinh hoạt trong các

đô thị ngày càng gia tăng Hiện nay, tiêu chuẩn cấp nước đô thị là 150 đến 200l/người dân Ở nông thôn, vấn đề nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn đang là vấn đề nan giải do những khó khăn tự nhiên và kinh tế xã hội của vùng

Có trên 50% hộ dân đang dùng nước giếng khơi, 25% dùng nước sông suối, trên 10% dùng nước mưa

Hình 6 : Nước dùng trong sinh hoạt

Ước tính, mới có khoảng 30% dân số có nguồn nước tương đối sạch, trong đó chỉ

có khoảng 10% đạt tiêu chuẩn quốc gia Cả khu vực nông thôn có khoảng 80% lượng nước được cấp với tiêu chuẩn 50 đến 80l/người dân Tuy nhiên, cả đô thị lẫn khu vực nông thôn nguồn nước được cấp chỉ đảm bảo 50 đến 85%

Do lượng mưa lớn, địa hình dốc, nước ta là một trong 14 nước có tiềm năng thủy điện lớn Các nhà máy thủy điện hiện nay sản xuất khoảng 11 tỷ kWh, chiếm 72 đến 75% sản lượng điện cả nước … Về nuôi trồng thủy hải sản, nước ta có 1 triệu ha mặt nước ngọt, 400.000 ha mặt nước lợ và 1.470.000 ha mặt nước sông ngòi, có hơn 14 triệu ha mặt nước nội thủy và lãnh hải Tuy nhiên cho đến nay mới sử dụng 12,5% diện tích mặt nước lợ, nước mặn và 31% diện tích mặt nước ngọt

1.2.2.2 Tình trạng ô nhiễm nước

Ở Việt Nam hiện nay, mức tăng dân số nhanh chóng đã đưa nước ta vào hàng thứ 12 trong số các quốc gia có số dân đông của thế giới Với mức tăng dân nhanh như thế, mỗi năm nước ta tăng thêm 1,4 triệu người và dự báo đến năm 2015 sẽ là 100 triệu người Dự báo đến năm 2020 sẽ có 50% số dân sống ở các vùng đô thị Dân số tăng, nhu cầu nước

cho mọi hoạt động sinh hoạt và phát triển kinh tế tăng lên, các nguồn chất thải tăng lên sự ô nhiễm môi trường nước cũng tăng lên.

Hiện tượng suy giảm chất lượng nước cũng như số lượng nguồn nước mặt tăng lên do

ô nhiễm từ các chất thải công nghiệp, nông nghiệp, giao thong vận tải thủy bộ, các khu dân

cư, sự xói mòn rửa trôi trên xá bề mặt lưu vực sông suối Đặc biệt là một số khu công nghiệp như Hải Phòng, Việt trì, Đà Nẵng, Biên Hòa,… và các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh gây ô nhiễm nguồn nước đang hàng ngày gia tăng

Hình 7 : Ô nhiễm sông Nhuệ (Hà Nội) và kênh Tàu Hủ, quận 8 (Tp.Hồ Chí Minh)

Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục km Với lượng chất thải khá lớn từ các nhà máy, xí nghiệp, nước thải công nghiệp chiếm một lượng lớn trong tổng lượng nước thải hàng ngày

ở thành phố lớn, hơn nữa mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp cao hơn rất nhiều

so với nước thải sinh hoạt do chứa nhiều hóa chất độc hại và khó phân hủy

Do kinh phí còn hạn hẹp, điều kiện chưa cho phép nên hầu hết nước thải của các cơ

sở sản xuất đều không qua khâu xử lý mà thải thẳng ra hệ thống kênh rạch, sông ngòi gây ô nhiễm trầm trọng cho các nguồn này Nước dùng sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị nước ta Bên cạnh đó,

nước ngầm cũng bị ô nhiễm do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm phèn, nhiễm mặn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung,…

Ở nông thôn thì ý thức bảo vệ môi trường chưa tốt, việc xả tác thải sinh hoạt hàng ngày xuống các ao hồ tự nhiên vẫn còn khá phổ biến, gây ô nhiễm, đe doạ đến chất lượng nguồn nước ngầm do lượng nước thải không qua xử lý thấm xuống các tầng nước ngầm và mất mỹ quan môi trường sống Mỗi gia đình có trung bình từ 4 – 5 người; chuồng lợn có từ

2 – 4 con; chuồng trâu, bò có từ 1 – 2 con; chuồng gà với khoảng 10 – 15 con, 10 – 20 con ngan vịt Có một đến hai ao nhỏ để thả cá Phần đất còn lại để trồng rau và cây ăn quả Mặt khác, bà con nông dân sử dụng các chất dung dịch trong nông nghiệp như phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ đã làm tăng ô nhiễm đất và dư lượng hóa chất trong nông phẩm Các kết quả điều tra đều cho biết do không có thiết bị xử lý nước thải nên các kênh, sông đều tiếp nhận nước thải bị ô nhiễm

1.2.2 3 Các thách thức đối với tài nguyên nước hiện nay

Trong phạm vi lãnh thổ quốc gia, sự bùng nổ dân số và nhu cầu về nước tăng lên đáng

kể, sự phục vụ cho sinh hoạt và sự tăng trưởng kinh tế trong mấy năm qua đã nhanh chóng đẩy nước ta từ vị trí các cường quốc về tài nguyên nước xuống vị trí của một nước có mức bình quân đầu người về nước thuộc loại trung bình trên thế giới Số dân nhập cư vào các đô thị là các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước khi các đô thị xây dựng hai bên bờ sông mà không có các dịch vụ thoát nước và vệ sinh Các khu nhà xây dựng tạm, không quy hoạch

và sự lấn chiếm sông hồ sẽ cản trở thoát nước, làm nghiêm trọng hơn vấn đề úng ngập Nhiều thủy vực sẽ trở thành bể chứa nước thải sinh hoạt và công nghiệp

Khủng hoảng cục bộ về nước trong một số năm có hạn hán ở một số khu vực của nước ta vừa qua có thể trở thành khủng hoảng về nước trên quy mô lớn và thường xuyên Các vấn đề như ô nhiễm nước thải, chất thải rắn, ngập lụt, tắc nghẽn giao thông … phổ biến ở các trung tâm đô thị lớn

Sự khai thác thiếu khoa học các nguồn nước, sử dụng bừa bãi các loại phân hóa học, chất diệt cỏ trong nông nghiệp và do việc thải hàng tỉ mét khối nước thải và rác thải công nghiệp và sinh hoạt vào nguồn nước mà không qua xử lý tối thiểu

1.3 Phục hồi tài nguyên nước?

1.3.1 Khái niệm phục hồi tài nguyên

Những nguồn tài nguyên thiên nhiên sau khi được sử dụng một thời gian lại có thể phục hồi, tái tạo một cách tự nhiên hay do con người làm giàu thêm để cho năng suất cao hơn Ví dụ: Không khí, đất, nước, thực vật, động vật

Tuy nhiên, nếu sử dụng không hợp lí, khi mức độ hư hại hoặc khai thác vượt quá một ngưỡng nhất định, hoặc do quy luật tiến hoá của tự nhiên thì đến một lúc nào đó sẽ vượt quá khả năng tái tạo của chúng, khả năng tái sinh không còn Tài nguyên có thể phục hồi sẽ trở thành tài nguyên không phục hồi như sự tuyệt chủng của một loài sinh vật, không khí sạch trở thành không khí bị nhiễm độc, đất bị xói mòn đến trơ sỏi đá, vv

1.3.2 Tại sao phải phục hồi tài nguyên nước?

Trong phạm vi lãnh thổ quốc gia, sự bùng nổ dân số và nhu cầu về nước tăng lên đáng

kể, sự phục vụ cho sinh hoạt và sự tăng trưởng kinh tế trong mấy năm qua đã nhanh chóng đẩy nước ta từ vị trí các cường quốc về tài nguyên nước xuống vị trí của một nước có mức bình quân đầu người về nước thuộc loại trung bình trên thế giới Số dân nhập cư vào các đô thị là các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước khi các đô thị xây dựng hai bên bờ sông mà không có các dịch vụ thoát nước và vệ sinh Các khu nhà xây dựng tạm, không quy hoạch

và sự lấn chiếm sông hồ sẽ cản trở thoát nước, làm nghiêm trọng hơn vấn đề úng ngập Nhiều thủy vực sẽ trở thành bể chứa nước thải sinh hoạt và công nghiệp

Khủng hoảng cục bộ về nước trong một số năm có hạn hán ở một số khu vực của nước ta vừa qua có thể trở thành khủng hoảng về nước trên quy mô lớn và thường xuyên Các vấn đề như ô nhiễm nước thải, chất thải rắn, ngập lụt, tắc nghẽn giao thông … phổ biến ở các trung tâm đô thị lớn

Sự khai thác thiếu khoa học các nguồn nước, sử dụng bừa bãi các loại phân hóa học, chất diệt cỏ trong nông nghiệp và do việc thải hàng tỉ mét khối nước thải và rác thải công nghiệp và sinh hoạt vào nguồn nước mà không qua xử lý tối thiểu

CHƯƠNG II: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆU QUẢ

2.1 Phương pháp lắng

Để loại bỏ các chất thải lơ lửng trong nước và nước thải Quá trình lắng loại bỏ các cặn

lơ lửng có khả năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau

 Đặc điểm chung:

- Trong bể xử lí có sự trộn lẫn của 3 pha: rắn, lỏng khí

- Tách khí ra khỏi hỗn hợp bằng các tấm tách khí đặt nghiêng so với phương ngang

- Nước và bùn vào ngăn lắng: V=9-10m/h.Thời gian lưu nước >=1h, nên cặn rơi xuống ngăn phân hủy yếm khí, nước đi ra Tại bể điều hòa kết hợp keo tụ, nước thải

sẽ được hòa trộn với vôi để cân bằng pH và châm PAC chất trợ keo tụ đẩy nhanh quá trình lắng Không khí sẽ được đưa vào bể trong khoảng 10-15 phút đầu tiên của quá trình nhằm làm xáo trộn nước thải với hóa chất, làm quá trình phản ứng keo tụ xảy ra hiệu quả Sau đó, ngừng thổi khí để lắng các bông bùn trong khoảng 1h-1h30’ Cặn lắng sẽ được hút vào bể chứa bùn, nước thải sẽ được bơm vào bể kỵ khí

- Quá trình lắng được sử dụng trong xử lí nước thải bậc 1

- Bể lắng giữ lại các tạp chất thô - không tan, chủ yếu dạng hữu cơ Chất vô cơ dạng hạt riêng biệt rõ rệt, phần tử hữu cơ là những bông dạng rất khác nhau, trọng lượng riêng rất nhỏ quá trình lắng bông cặn diễn ra phức tạp Khi lắng, một mặt diễn ra hiện tượng dính kết tăng kích thước, trọng lượng V lắng tăng lên Nguyên nhân chính : do keo tụ trọng lực - do va chạm, dính kết các phần tử cóV lắng và kích thước khác nhau Mặt khác các phần tử bị phá vỡ, tách ra, lắng chậm hoặc không lắng mà lơ lửng khi trọng lượng riêng 1 Trong nước thải không chỉ lắng một bông

cá biệt, mà tập hợp nhiều bông cặn

Quá trình lắng chỉ đạt hiệu quả khi:

+ Tốc độ chảy rối thấp

+ Dòng chảy ổn định

- Thề tích lắng, hiệu suất lắng phụ thuộc : hàm lượng cặn ban đầu (hàm lượng cao hiệu suất lắng % cao)

2.2 Phương pháp lọc

Lọc được dùng trong xử lí nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ mà bể lắng không tách được vật liệu trong các loại phin lọc là vật liệu lọc dạng tấm và loại hạt

 Đặc điểm chung:

- Vật liệu lọc bằng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không

gỉ, nhôm, niken… và cả các loại vải khác nhau (thủy tinh, bông, len, sợi tổng hợp,

…)

- Tấm lọc có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị phá hủy trong điều kiện lọc

- Vật liệu lọc dạng hạt là cát, thạch anh, than gầy, sỏi, than nâu, than bùn hay than gỗ.Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng Quá trình lọc có thể xảy ra dưới dạnh áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc

Các phin lọc làm việc sẽ tach các phân tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắng khỏi nước Khi nước qua lớp lọc, dù nhiều hay ít, cũng tạo ra lớp màng trên bề mặt các hạt vật liệu lọc màng này là màng sinh học Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng đã biến đổi các chất hòa tan trong nước nhờ các quần thể vi sinh vật trong màng sinh học

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngừng chảy trong quá trình lọc phải thường xuyên rủa phin lọc, lấy bớt màng bẩn và tách các màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc.Trong xử lí nước thải thường dùng các loại thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở Ngoài ra còn dùng các loại lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại Đặc biệt là cần cải tiến các thiết bị như lọc cơ học thành lọc sinh học, phát huy hiệu quả của màng sinh học

Trong xử lí nước thải bằng biện pháp cơ học: chắn rác, lắng cát, loại bỏ dầu mỡ nổi…Ngoài ra, người ta còn dùng xiclon thủy lực để tách tạp chất khó lắng hoặc nén cặn, máy li tâm

2.3 Phương pháp khử trùng

Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), quá trình tiệt trùng sẽ

tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật còn quá trình khử trùng thì không tiêu diệt hết các vi sinh

vật Quá trình khử trùng dùng để tiêu diệt các vi khuẩn, virus, amoeb gây ra các bệnh

thương hàn, phó thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan…

Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng các quá trình cơ lý, sử dụng các bức xạ Các hóa chất thường sử dụng cho quá trình khử trùng là chlorine (Cl2) và các hợp chất của nó (ClO2, Ca(ClO)2, bromine, ozone, phenol và các phenolic, cồn, kim loại nặng và các hợp chất của nó, xà bông và bột giặt, oxy già, các loại kiềm và axít

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình là khả năng diệt khuẩn của các hóa chất này, quá trình khuấy trộn ban đầu, đặc tính cuả nước thải, thời gian tiếp xúc giữa nước thải và chất khử trùng, đặc điểm của các vi sinh vật

Công đoạn xử lý nước thải bằng chlorine: nước thải và dung dịch chlor (phân phối qua ống châm lổ, hoặc suốt chiếu ngang của bể trộn) được cho vào bể trộn trang bị một máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn của nước thải và dung dịch chlorine trong bể trộn không ngắn hơn 30 giây Sau đó nước thải đã trộn lẫn với dung dịch chlorine được cho chảy qua bể tiếp xúc được chia thành những kênh dài và hẹp theo đường gấp khúc

Thời gian tiếp xúc giữa chlorine và nước thải từ 15 - 45 phút Bể tiếp xúc chlorine thường được thiết kế theo kiểu plug-flow (ngoằn ngoèo) Tỉ lệ dài : rộng từ 10 : 1 đến 40 :

1 Vận tốc tối thiểu của nước thải phải từ 2 -4,5 m/phút để tránh lắng bùn trong bể

Để khử trùng nước bị nhiểm bẩn nặng, đặc biệt khi nước có chứa vi trùng có sức đề kháng cao đối với các chất oxi hóa, và trong trường hợp cần khử màu, mùi vị của nước, có thể sử dụng clo với liều lượng cao đến 10mg/l hoặc hơn Lượng clo lớn vừa đảm bảo khả năng khử trùng và vừa oxi hóa các chất gây mùi vị Khi lượng clo dư còn lại trong nước khá lớn thì cần phải khử bớt clo dư để hạ xuống đến chuẩn từ 0,3- 0,5 mg/l, tránh ảnh hưởng đến người tiêu dùng Lượng hóa chất thừa giúp hạn chế sự phát triển của vi khuẩn tới mức tối thiểu, giảm tái nhiễm

Khi nước có chứa phenol nếu cho clo vào sẽ tạo ra clophenol có mùi và vị rất khó chịu Để khắc phục, cần tiến hành ammoniac hóa trước ( đưa ammoniac vào nước trước khi cho clo vào)

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH THÁI TRONG PHỤC HỒI

TÀI NGUYÊN NƯỚC

3.2 Phân loại và đánh giá các nguồn gây ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước do nhiều nguyên nhân khác nhau, và xuất phát từ các nguồn khác nhau.Tuy nhiên, có thể khái quát thành hai nguồn chủ yếu sau:

• Nguồn thứ nhất - Do tự nhiên: Núi lửa phun bụi lên làm ô nhiễm nước, gió cuốn bụi lên làm ô nhiễm nước

• Nguồn thứ 2 - Do những hoạt động của con người:

 Do nước thải công nghiệp

 Do nước thải nông nghiệp

 Do nước thải sinh hoạt, bao gồm nước tắm giặt, nước chế biến thực phẩm, nước cống rãnh và nước các công trình vệ sinh

• Các bảng phân tích và so sánh :

Bảng 2: Các loại chất thải và các nguồn thải chính

Loại chất thải Từ cống rănh, kênh thoát nước Từ các nguồn chảy tràn

Nước thải sinh hoạt

Nước thải công nghiệp

Chảy tràn từ khu sx nông nghiệp

Chảy tràn ở khu vực thành thị

Bảng 3: Các chất ô nhiễm quan trọng trong quá trình xử lý nước thải

Chất gây ô nhiễm Nguyên nhân chính

Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo Thường được

đo bằng chỉ tiêu BOD và COD Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá tŕnh phân hủy sinh học sẽ làm suy kiệt oxy ḥa tan của nguồn nước

Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm có thể lây nhiễm từ các vi sinh vật gây bệnh

trong nước thải Thông số quản lư là MPN (Most Probable Number).Các dưỡng chất N và P cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật Khi được thải vào

nguồn nước nó có thể làm gia tăng sự phát triển của các loài không mong đợi Khi thải ra với số lượng lớn trên mặt đất nó có thể gây ô nhiễm nước ngầm

Kim loại nặng Có trong nước thải thương mại và công nghiệp và cần loại bỏ khi tái

sử dụng nước thải Một số ion kim loại ức chế các quá tŕnh xử lư sinh học

Chất vô cơ ḥa tan Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp

Nhiệt năng Làm giảm khả năng băo ḥa oxy trong nước và thúc đẩy sự phát triển

của thủy sinh vậtIon hydrogen Có khả năng gây nguy hại cho TSV

Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal, Reuse, 1989

Low-maintenance Mechanically Simple Wastewater Treatment systems, 1980

3.3 Phục hồi tài nguyên nước

3.3.1 Khả năng tự phục hồi của tài nguyên nước

Tài nguyên nước có khả năng tự phục hồi nhờ 2 quá trình chính là quá trình xáo trộn và quá trình khoáng hóa