Thành Phần Nước Thải Và Cách Xử Lý

Thành Phần Nước Thải Và Cách Xử Lý

1. Định nghĩa về Nước thải

Theo TCVN 5980 – 1995 thì “Nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó” .

Nguồn phát sinh nước thải bao gồm: khu dân cư, khu vực văn phòng, trung tâm thương mại, các bệnh viện, các nhà máy sản xuất, khu công nghiệp, sản xuất nông nghiệp, hoạt động vui chơi giải trí. Ngoài ra, nước thải còn phát sinh từ nước ngầm, nước bề mặt hoặc nước mưa. Do đó lưu lượng nước thải cũng như hàm lượng các chất bẩn có trong nước thải không giống nhau và chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng nước sử dụng (nước đầu vào), loại hình sản xuất (đối với ngành công nghiệp, nông nghiệp), loại hình hoạt động (như bệnh viện, trường học, khu dân cư, v.v.).

2. 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.

Các chỉ tiêu lý học bao gồm nhiệt độ, màu, 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.

3. Ý nghĩa các thông số thành phần trong nước thải

  • Nhiệt độ Nước thải

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. 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.

  • Màu trong Nước thải

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, xưởng in, 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.

  • Mùi vị trong Nước thải

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.

Mùi vị của nước được xác định theo cường độ tương đối quy ước.

  • pH Nước thải

Hàm lượng ion H+ là một chỉ tiêu quan trọng trong nước và nước thải. 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

  • DO là gì

DO là 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. 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. 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).

  • BOD là gì

BOD viết tắt của Biochemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa sinh học), là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật 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.

  • COD là gì

COD là viết tắt của Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học), là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước.

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.

  • TSS, TDS, SS trong nước thải là gì?

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, TSS, TDS.

TSS là viết tắt của Total Suspended Solids (tổng chất rắn lơ lửng). Đó là các hạt nhỏ bị lơ lửng trong nước. Các hạt này có thể là vô cơ, hữu cơ, hay những hạt chất lỏng không trộn lẫn với nước. Vô cơ: đất sét, phù sa, hạt bùn,… Hạt hữu cơ: sợi thực vật, tảo, vi khuẩn, ….

TDS là viết tắt của Total Dissolved Solids (Tổng chất rắn hòa tan). Là hàm lượng tất cả các chất hữu cơ, vô cơ,… Các thành phần chủ yếu thường là các cation canxi, magiê, mangan, natri, kali, sunfat,… Chúng thường có mặt trong nước ngầm và nước giếng khoan.

SS là viết tắt của Settleable solids (Chất rắn lắng). Các hạt chất rắn có thể lắng xuống được.

  • Sulfua (tính theo H2S) trong nước thải

H2S là viết tắt của Hydrogen sulfide. Là một loại khí được hình thành do sự phân hủy các chất hữu cơ như thực vật. H2S là khí không màu, có mùi thối, H2S dễ bay hơi hơn so với nước, ít tan trong nước. Khí H2S rất độc, chỉ cần 0.05mg H2S trong một lít không khí đã gây ngộ độc, chóng mặt, nhức đầu thấm chí chết nếu thở lâu trong H2S.

Trong nguồn nước có pH cao xuất hiện hình thức khác của lưu huỳnh là sulfua và bisulfide

  • Nito trong nước thải (N)

Nito có trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy như amoni (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-). 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.

  • Photpho trong nước thải (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.

  • Kim loại nặng trong nước thải

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.

  • Dầu mỡ trong nước thải

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 khoáng phát sinh từ các hoạt động vệ sinh máy móc, phương tiện giao thông. 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.

  • Coliform là gì ?

Coliform là một loại vi khuẩn gram âm kỵ khí, hình que và không có bào tử. Vi khuẩn Coliform có khả năng lên men đường lactose kèm theo sinh hơi, axit và aldehyde trong vòng 24 – 48 giờ.

Coliform có thể gây ra các rối loạn tạo nên chứng tiêu chảy gây mất nước, rối loạn máu, suy thận hay thậm chí là tử vong.

  • Vibrio cholera là gì ?

Vibrio Cholerae là Vi khuẩn tả có hình dạng dài như cái que, đầu hơi cong trông giống dấu phẩy nên còn được gọi là phẩy khuẩn tả. Chúng có vỏ bao bọc với lông ở một đầu để di chuyển. Vi khuẩn tả Vibrio Cholerae được chia thành nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào kháng nguyên của chúng, bao gồm:

Vibrio cholerae O1: đây là nhóm vi khuẩn tả có khả năng sản xuất ra độc tố đường ruột và gây nên bệnh dịch tả.
Vibrio cholerae O139: chúng gây bệnh tả nhờ vào độc tố ruột và kháng nguyên điều hòa độc tố TCP.
Vibrio cholerae không phải O1 và không phải O139: là những vi khuẩn thuộc nhóm huyết thanh từ O2 đến O138. Những vi khuẩn thuộc nhóm này không có khả năng gây bệnh dịch tả mặc dù chúng vẫn có khả năng gây viêm đường ruột cấp tính.

  • Shigella là gì ?

Shigella là trực khuẩn Gram âm tính, không vỏ, không có lông, không có khả năng di động và không sinh nha bào. Loại vi khuẩn này có thể gây bệnh viêm dạ dày ruột và bệnh lỵ trực khuẩn ở người.

Có 4 nhóm khác nhau của Shigella là: Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella boydii và Shigella sonnei.

  • Salmonella là gì ?

Vi khuẩn Salmonella hay còn được gọi là vi khuẩn thương hàn gồm S. typhi và S. paratyphi A, B, C tất cả các chủng đều có khả năng gây bệnh thương hàn.

Vi khuẩn thương hàn đi vào hệ tiêu hóa của cơ thể, sau khi bị chết sẽ giải phóng ra nội độc tố. Vi khuẩn Salmonella chết càng nhiều càng có nhiều độc tố giải phóng tấn công vào cơ thể người nhiễm. Nội độc tố của vi khuẩn salmonella gây ra ảnh hưởng rất xấu tại ruột, nội độc tố sẽ làm tổn thương niêm mạc ruột (kích thích ruột gây đau bụng, làm chảy máu, hoặc có thể gây thủng ruột). Nội độc tố do vi khuẩn salmonella giải phóng đi vào máu đến hệ thần kinh trung ương làm tổn thương hệ thần kinh và nhiễm độc toàn thân.

  • Tổng hoạt độ phóng xạ α, β là gì ?

Hoạt độ phóng xạ (radioactivity): là số phân rã của nguồn phóng xạ trong một đơn vị thời gian của các tia bức xạ α hoặc β

– Tia α : có khả năng ion hoá cao nhất và cái nguy hiểm của nó là chỉ đi một đoạn đường vài chục micromét là tiêu hết năng lượng của mình cho việc ion hoá cơ thể, nghĩa là mật độ ion hoá rất cao.
– Tia β nguy hiểm ít hơn tia α vì khả năng ion hoá thấp hơn, mặt khác nó đi được vài milimét mới tiêu hết năng lượng của mình, tức là mật độ ion hoá trên đường đi bé hơn.

  • Chất hoạt động bề mặt

Chất hoạt động bề mặt (tiếng Anh: Surfactant, Surface active agent) đó là một chất làm ướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa một chất lỏng và một chất rắn. Là chất mà phân tử của nó phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước.

Trong môi trường nước, các chất hoạt động bề mặt tạo thành bọt cản trở quá trình lọc tự nhiên hoặc nhân tạo, tập trung các hợp chất gây ức chế vi sinh vật. Nồng độ chất tẩy ion lớn hơn hoặc bằng 0,3 mg/l sẽ tạo thành lớp bọt ổn định.

Làm chậm quá trình chuyển đổi hòa tan oxy hóa vào nước ngay cả khi không có bọt, do tạo ra một lớp mỏng ngăn cách sự hòa tan oxy qua bề mặt.

Làm xuất hiện mùi xà phòng, khi hàm lượng cao hơn ngưỡng tạo bọt.

Tăng hàm lượng photphat đưa tới việc kết hợp polyphotphat với các tác nhân bề mặt, dễ dàng dinh dưỡng hóa nước hồ có thể tạo ra hiện tượng phú dưỡng hóa.

Các chất hoạt động bề mặt hiện nay được sử dụng thường thuộc dạng khó bị phân hủy sinh học. Từ những vấn đề trên ta thấy nước thải giặt tẩy có tác động tiêu cực đối với hệ sinh thái môi trường nước.

4. Cách xử lý các thành phần ô nhiễm trong nước thải

Để giảm thiểu đến mức thấp nhất những ảnh hưởng có hại của nước thải đến môi trường và sức khỏe cộng đồng, cần phải có biện pháp quản lý và xử lý nước thải hiệu quả.

Đối với nước thải chứa thành phần ô nhiễm hữu cơ ứng dụng phương pháp sinh học để xử lý BOD, COD, Nito, Photpho, Amoni, Sulfua.

Đối với nước thải công nghiệp thành phần ô nhiễm nặng, vi khuẩn thì ứng dụng phương pháp vật lý, hóa học để xử lý hóa chất, kim loại nặng, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt .

Một chuỗi các phản ứng để giảm thiểu các thành phần ô nhiễm kết hợp tạo thành một hệ thống xử lý nước thải.

Trên đây là các thông số trong nước thải được Bộ Tài nguyên môi trường đưa vào danh mục cần xử lý để nồng độ nằm trong ngưỡng cho phép của các Quy chuẩn hiện hành như

  • QCVN 11-MT:2015/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản
  • QCVN 12-MT:2015/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy
  • QCVN 13-MT:2015/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm
  • QCVN 14:2008/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt
  • QCVN 25: 2009/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn
  • QCVN 28:2010/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế
  • QCVN 31/2017/TT-BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến tinh bột sắn
  • QCVN 40:2011/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp
  • QCVN 52:2013/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp sản xuất thép
  • QCVN 60:2015/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sản xuất cồn nhiên liệu
  • QCVN 62:2016/BTNMT
    Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi

Điểm: 4.75 (12 bình chọn)

KHÁCH HÀNG TIÊU BIỂU