Tài liệu Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh thanh hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------- NGUYỄN KHÁNH TOÀN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THANH HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên, 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------- NGUYỄN KHÁNH TOÀN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THANH HÓA Ngành: Khoa học môi trường Mã số : 8.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thanh Hải Thái Nguyên, 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 11 năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Khánh Toàn ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình, sự đóng góp quý báu của nhiều cá nhân và tập thể, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành bản luận văn này. Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thanh Hải, Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi nghiên cứu thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn sự góp ý chân thành của các Thầy, Cô giáo, khoa Môi trường, phòng Đào tạo, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo, cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ môi trường, phòng Tài chính - Kế hoạch, cán bộ và người dân tham gia phỏng vấn đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn tới gia đình, những người thân, đồng nghiệp và bạn bè đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Khánh Toàn iii MỤC LỤC Trang iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu BVMT BOD CCN COD CP DO GRDP HTX KCN KH&ĐT KKT KTTĐ KTTV MPN MTV NĐ-CP NN&PTNT NTM QCVN QĐ SP TCCP TCXDVN TNHH TN&MT TP TT UBND VSV XLNT XLNTTT Tên ký hiệu Bảo vệ môi trường Nhu cầu oxy sinh học Cụm công nghiệp Nhu cầu oxy hóa học Chính phủ Lượng oxy hòa tan Tổng sản phẩm trên địa bàn Hợp tác xã Khu công nghiệp Kế hoạch và Đầu tư Khu kinh tế Kinh tế trọng điểm Khí tượng thủy văn Số vi khuẩn có thể lớn nhất Một thành viên Nghị định - Chính phủ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Nông thôn mới Quy chuẩn Việt Nam Quyết định Sản phẩm Tiêu chuẩn cho phép Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn Tài nguyên và Môi trường Thành phố Thị trấn Ủy ban nhân dân Vi sinh vật Xử lý nước thải Xử lý nước thải tập trung v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, với những nỗ lực triển khai thực hiện quyết liệt, hiệu quả các nhiệm vụ, giải pháp phát triển kinh tế - xã hội nhằm tạo điều kiện phát triển sản xuất kinh doanh, tăng cường các hoạt động xúc tiến, thu hút đầu tư và đẩy nhanh tiến độ thực hiện các dự án lớn, tỉnh Thanh Hóa đã đạt được nhiều thành quả lớn trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội. Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) 6 tháng đầu năm 2020 ước đạt 3,7%; trong đó: ngành công nghiệp - xây dựng tăng 7,45%; ngành nông, lâm, thủy sản tăng 2,9%; thuế sản phẩm tăng 1,98%; tổng thu ngân sách Nhà nước ước đạt 14.485 tỷ đồng, đạt 50% dự toán năm và tăng 4% so cùng kỳ (UBND tỉnh Thanh Hóa, 2020). Tuy nhiên, tốc độ phát triển kinh tế càng lớn thì sức ép lên môi trường càng cao; đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường do nguồn nước thải sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt ra môi trường. Hằng ngày, một lượng lớn nước thải phát sinh do hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp và nông nghiệp đã và đang gây áp lực rất lớn đến môi trường tiếp nhận; đặc biệt, là các dòng sông trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa, nhiều nơi bị ô nhiễm cục bộ ở mức nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất của nhân dân và các động vật thủy sinh, điển hình như tình trạng cá tự nhiên bị chết trên các sông Lạch Bạng (huyện Tĩnh Gia), sông Âm (huyện Lang Chánh, Ngọc Lặc), sông Bưởi (huyện Thạch Thành) (Sở TN&MT, 2018). Tình trạng quy hoạch, phát triển các khu đô thị, KCN, CCN và làng nghề chưa gắn liền với vấn đề xử lý nước thải vẫn đang diễn ra. Theo thống kê, hầu hết các đô thị, CCN và làng nghề trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa không có hệ thống xử lý nước thải tập trung; trong số 08 KCN trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa hiện chỉ có 03 KCN đã hoàn thiện và vận hành hệ thống xử lý nước thải tập 2 trung; trong khi, tỷ lệ các cơ sở sản xuất đã thực hiện việc thu gom, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường chỉ chiếm có 25% (Sở TN&MT, 2019). Trước thực trạng trên, nhằm mục đích đánh giá những tác động tiêu cực của quá trình phát triển kinh tế - xã hội đến môi trường, trong đó có tác động của nước thải do sản xuất công nghiệp, trên cơ sở đó xác định các vấn đề ô nhiễm môi trường cần được giải quyết và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường đảm bảo phát triển vững, tôi lựa chọn thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp "Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa". 2. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá được thực trạng công tác quản lý kiểm soát nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. - Đánh giá được hiện trạng nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. - Đánh giá ý kiến về môi trường của người dân xung quanh các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. - Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức kỹ năng và rút ra nhưng kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác sau này. - Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã học tập và nghiên cứu. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần làm sáng tỏ hiện trạng và tình hình quản lý nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. - Tuyên truyền, giáo dục và nâng cao trách nhiệm bảo vệ môi trường, đề xuất những biện pháp khả thi cho công tác kiểm soát nguồn nước thải tại một số khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Một số khái niệm liên quan - Môi trường: Theo Điều 3, chương 1, Luật Bảo vệ môi trường 2014 “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”. - Ô nhiễm môi trường: Theo khoản 8 Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật tiêu chuẩn môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến đến con người và sinh vật”. - Nước thải: Theo khoản 5, Điều 3, Nghị định 38/2015/NĐ-CP: “Nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất được thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác”. - Nước thải sinh hoạt: nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. - Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất): nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. - Nước thấm qua: lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hố gas hay hố xí. - Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống riêng. - Nước thải đô thị: là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của thành phố, thị xã; đó là hỗn hợp của các loại chất thải trên. - Nguồn tiếp nhận nước thải: là nơi nước thải được xả vào, bao gồm: Hệ thống thoát nước, sông, suối, khe, rạch, kênh, mương, hồ, ao, đầm, vùng nước biển ven bờ, vùng biển và nguồn tiếp nhận khác. 4 - Quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng các chất gây ô nhiễm có trong chất thải; các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường”. 1.1.2. Một số đặc tính cơ bản của nước thải Trong nước thải có 99,9% là nước, còn lại một phần rất nhỏ là các chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan. Tuy nhiên, phần rất nhỏ trong nước thải này có thể đủ lớn để để lại những ảnh hưởng có hại tới sức khỏe cộng đồng và môi trường. Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp phù thuộc rất nhiều và chất lượng dòng nước thải. Chất lượng nước thải được đánh giá thông qua các đặc tính lý học, hóa học sinh học. Các chỉ tiêu lý học bao gồm nhiệt độ, mầu, mùi, vị, chất rắn lơ lửng. Các chỉ tiêu hóa học (về mặt hữu cơ của nước thải) bao gồm nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa hóa học (COD), tổng chất hữu cơ (TOC), tổng nhu cầu oxy (TOD). Các chỉ tiêu hóa học, về mặt vô cơ như độ muối, độ cứng, pH, độ acid và độ kiểm, hàm lượng các ion kim loại (Fe, Mn), hàm lượng các ion amoni, nitrit và phosphate, v.v. Các chỉ tiêu sinh học (chỉ tiêu vi sinh) bao gồm coliforms, fecal coliforms, vi khuẩn gây bệnh và virus. Thành phần và nồng độ của các chỉ tiêu trên đều thay đổi theo thời gian và đặc điểm địa hình/khu vực. (Lâm Minh Triết. 2018). 1.1.2.1. Đặc tính vật lý của nước thải a) Nhiệt độ Nhiệt độ của nước sẽ thay đổi theo từng mùa trong năm. Nước bề mặt ở Việt Nam dao động từ 14,3 - 33,50C. Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy móc sản xuất. 5 Sự thay đổi nhiệt độ nước thải sẽ ảnh hưởng đến một số yếu tố khác như tốc độ lắng của các hạt rắn lơ lửng, độ oxy hòa tan và các hoạt động sinh hóa khác trong nước thải. b) Hàm lượng chất rắn Nước chiếm 99,9% trong nước thải, 0,1% là các thành phần rắn khiến nước thải không trong suốt. Một số chỉ tiêu thể hiện hàm lượng rắn trong dòng thải lỏng như Độ đục, tổng rắn lơ lửng (TSS), tổng rắn hòa tan (TDS). c) Mầu Nước sạch không có màu, nước có màu biểu hiện nước bị ô nhiễm. Nếu bề dày của nước lớn, ta có cảm giác nước có màu xanh nhẹ đó là do nước hấp thụ chọn lọc một số bước sóng nhất định của ánh sáng mặt trời. Nước có màu xanh đậm chứng tỏ trong nước có các chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân hủy của thực vật đã chết. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ làm xuất hiện axit humic (mùn) hòa tan làm nước có màu vàng. Nước thải của các nhà máy, công xưởng, lò mổ… có nhiều màu sắc khác nhau. Nước có màu tác động đến khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời khi đi qua nước, do đó gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Màu do hóa chất gây nên rất độc hại với sinh vật trong nước. Cường độ của màu thường được xác định bằng phương pháp đo quang sau khi đã lọc các chất vẩn đục. Tiêu chuẩn của nước ăn uống < 15 TCU (TCU là đơn vị tính độ màu-True color unit). d) Mùi vị Nước sạch không mùi, không vị. Nước có mùi lạ là triệu chứng nước bị ô nhiễm. Mùi vị trong nước gây ra do hai nguyên nhân chủ yếu: - Do các sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ trong nước - Do nước thải có chứa những chất khác nhau, màu và mùi vị của nước đặc trưng cho từng loại. 6 Mùi vị của nước được xác định theo cường độ tương đối quy ước. Tiêu chuẩn nước uống phải không có mùi, vị lạ. 1.1.2.2. Đặc tính hóa học của nước thải a) pH Hàm lượng ion H+ là một chỉ tiêu quan trọng trong nước và nước thải. Đây là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và phương pháp sinh học. Giống như nước, nước thải có thể được chia thành nước trung tính, nước mang tính axit hoặc kiềm phụ thuộc vào độ pH của dòng thải: pH = 7: dòng thải trung tính pH > 7: dòng thải mang tính kiềm pH < 7: dòng thải mang tính axit Trong đó dòng thải công nghiệp thường có pH > 5 hoặc pH < 10. b) Oxy hòa tan (DO) Oxy hòa tan trong nước cần thiết cho quá trình hô hấp của các sinh vật thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước. Oxy hòa tan được tạo ra nhờ quá trình hòa tan của oxy khí quyển vào nước và nhờ quá trình quang hợp của tảo và các loài thực vật thủy sinh. Nồng độ DO phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, áp suất khí quyển, tốc độ dòng chảy và đặc biệt là sự có mặt của các chất hữu cơ và vi sinh vật. Khi DO thấp, các loài thủy sinh giảm hoạt động hoặc chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ ô nhiễm của nước. Thực tế, độ oxy hòa tan có ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của nước thải. Nếu dòng nước thải có DO quá thấp thường có mùi hôi thối, và sẫm mầu (thường có mầu đen). c) Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD) Nhu cầu oxy hóa sinh học là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật 7 hiếu khí. Như vậy BOD là chỉ tiêu để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải. d) Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên. COD và BOD đều là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxy hóa nhưng BOD chỉ cho biết lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bằng vi sinh vật trong nước, còn COD cho biết tổng lượng các chất hữu cơ có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học. Do đó tỷ số COD/BOD luôn lớn hơn 1. e) Hàm lượng nitơ Nito có trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy như amoni, nitrit, nitrat. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, Trong nước rất cần thiết có một lượng nito thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD với N và P có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong nước thải, các chỉ số như tổng nitơ, amoni, nitrit và nitrat là chỉ số quan trọng cần được xác định trước khi đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý. f) Hàm lượng photpho (P) Photpho tồn tại trong nước ở các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphate và Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực. Hàm lượng P thừa trong nước thải làm cho các loại tảo và thực vật lớn phát triển nhanh chóng, làm che lấp bề mặt các thủy vực, hạn chế lượng oxy không khí hòa tan vào trong nước. Sau đó tảo và thực vật thủy sinh tự chết và phân hủy gây thiếu oxy hòa tan và làm cho các sinh vật thủy sinh bị tiêu diệt (). 8 Trong nước thải, chỉ số tổng photpho hoặc phosphate được xác định để đánh giá chất lượng nước thải và đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thích hợp. g) Hàm lượng kim loại nặng Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người và động vật. Nước thải có chứa kim loại nặng thường là các dòng thải công nghiệp với một số kim loại như asen (As), chì (Pb), cadimi (Cd), crom (Cr), v.v. h) Dầu mỡ động thực vật Dầu mỡ động thực vật thường phát sinh từ khu vực nhà bếp hoặc từ ngành công nghiệp chế biến thịt, từ các lò mổ. Dầu mỡ nếu đi vào hệ thống thoát nước thải sẽ đóng kết trên đường ống và làm giảm thể tích của đường ống, gây tắc nghẽn dòng chảy, gây mùi khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường. Do vậy hàm lượng dầu mỡ động thực vật là một chỉ số cần được xác định để quyết định xem có cần áp dụng tiền xử lý để loại bỏ dầu mỡ ra khỏi nước thải hay không. 1.1.2.3. Đặc tính sinh học của nước thải Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải từ các khu vui chơi giải trí, khu chăn nuôi, v.v. nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn trong phân người và phân súc vật. Trong đó có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiêu hóa như tả, lỵ, thương hàn và các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. Một số chỉ tiêu vi sinh được áp dụng để đánh giá chất lượng nước thải bao gồm: coliforms tổng (chỉ điểm vệ sinh), vibrio cholera (vi khuẩn gây bệnh tả), shigella (vi khuẩn gây bệnh lỵ) và salmonella (vi khuẩn gây bệnh thương hàn). Ảnh hưởng của nước thải không qua xử lý đến môi trường rất đa dạng và phụ thuộc và dạng và hàm lượng chất ô nhiễm. Một số chất ô nhiễm quan trong được đưa ra ở bảng dưới đây dựa vào nguy cơ tiềm tàng của chúng đến môi trường. 9 Bảng 1.1. Tác động của một số yếu tố đến chất lượng nước thải Chỉ tiêu ô nhiễm Tác động Tổng rắn lơ lửng Tăng lượng bùn lắng và hình thành môi trường yếm khí khi nước thải chưa xử lý được xả vào môi trường (SS) Thường là các protein, chất béo. Thường được xác định qua thông số BOD và COD. Nếu xả dòng thải này vào các Các chất hữu cơ dễ nguồn nước tự nhiên như sông, suối hoặc hồ, quá trình phân hủy sinh học phân hủy sinh học các chất này có thể giảm lượng oxy hòa tan và hình thành điều kiện yếu khí và gây bất lợi cho các loài thủy sinh Vi khuẩn gây bệnh Có thể gây các bệnh truyền nhiễm Các chất bẩn độc hại Bao gồm các hợp chất vô cơ và hữu cơ, có thể có độc tính cao, có khả năng gây ung thư, đột biến gen hoặc gây quái thai Thường bền và không bị loại bỏ trong các hệ thống xử lý Chất hữu cơ bền nước thải, bao gồm chất hoạt động bề mặt, phenols và hóa chất trừ sâu Kim loại nặng Chất vô cơ tan trong nước Phát sinh trong dòng thải công nghiệp và kinh doanh phải được loại bỏ để phục vụ mục đích tái sử dụng nước thải Ca, Na và sulfate thường có mặt trong dòng nước thải sinh hoạt, nên được loại bỏ để phục vụ mục đích tái sử dụng nước thải. (Nguồn: Metcalf and Eddy, Inc., 2002) 1.1.3. Một số phương pháp xử lý nước thải Các phương pháp xử lý nước thải được chia thành các loại sau: - Phương pháp xử lý lý học. - Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý. 10 - Phương pháp xử lý sinh học. a. Phương pháp xử lý lý học Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này ra khỏi nước thải. Thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực li tâm và lọc. Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Song chắn rác Nước thải dẫn vào hệ thống xử xử lý nước thải trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây các thành phần có kích thước lớn (rác) như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, rác cây, bao nilon,… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Theo hình dạng có thể phân thành song chắn rác và lưới chắn rác. Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động. Song chắn rác được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tiết diện của song chắn có thể tròn, vuông hoặc hỗn hợp (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Lắng cát Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2 - 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến các công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát có thể phân thành 2 loại: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Ngoài ra để tăng hiệu quả lắng cát, bể lắng cát thổi khí cũng được sử dụng rộng rãi (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Bể lắng 11 Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng đợt 1) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo dòng chảy, bể lắng được phân thành: bể lắng ngang và bể lắng đứng. Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10 - 20 % (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Tuyển nổi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). b. Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý * Trung hòa Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 - 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách: - Trộn lẫn nước thải acid và nước thải kiềm. - Bổ sung các tác nhân hóa học. - Lọc nước acid qua vật liệu có tác dụng trung hòa. - Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Keo tụ - Tạo bông 12 Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước các hạt thường dao động từ 0,1 - 10 micromet. Các hạt này không nổi cũng không lắng, tương đối khó tách loại. Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự kết dính giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra nhờ chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên trong trường hợp phân tán cao, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). c. Phương pháp sinh học Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, ammonia, nitơ,… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn (Lâm Minh Triết, Trần Hiếu Nhuệ, 2018). * Phương pháp sinh học kỵ khí Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử.