Tài liệu Giaotrinhuocluongtailuongonnuoc

ƯỚC LƯỢNG TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI Tải lượng các chất gây ô nhiễm Trong quá trình tính toán các công trình xử lý, như đã trình bày ở trên cần phải biết thành phần của nước thải qua phân tích hóa học. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp khi thiết kế trạm xử lý nước thải cho thành phố, thị trấn... những nơi chưa có hệ thống thoát nước đang hoạt động để có thể lấy mẫu nước phân tích về thành phần của chúng. Trong trường hợp thiết kế các công trình xử lý cho xí nghiệp công nghiệp có thể tham khảo các số liệu về thành phần nước thải của các xí nghiệp công nghiệp tương tự. Khi thiết kế khôi phục hoặc cải tạo những thành phố thì thành phần của nước thải phải được xác định bằng tính toán. Để tính toán cần phải biết tải lượng ô nhiễm của một người có sử dụng hệ thống thoát nước trong một ngày đêm tính. Lượng các chất ô nhiễm có thể tham khảo theo bảng sau Tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt tính cho một người trong ngày đêm Tác nhân gây ô nhiễm Tải lượng Chất rắn lơ lửng (SS) (g/ngđ) 200 BOD5 (g/ngđ) 45 ¸ 54 COD (g/ngđ) 1,8 ´ COD Tổng Nitơ (g/ngđ) 6 ¸ 12 Tổng Photpho (g/ngđ) 0,8 ¸ 4,0 Dầu mỡ (g/ngđ) 10 ¸ 30 Tổng Coliform (cá thể) 106 ¸ 109 Fecal Coliform (cá thể) 105 ¸ 106 Trứng giun sán 103 Nguồn: Sở KHCN & MT Cần Thơ (ĐTM Xí Nghiệp Thuộc Da MeKo,1995) Ngoài ra cũng cần phải biết lượng nước tiêu thụ của một đầu người. Ở các thành phố của những nước phát triển đang phát triển có hệ cống rãnh để dẫn các nước thải sinh hoạt đến khu xử lý trung tâm. Nước thải này bao gồm phân, nước tiểu người, nước nhà cầu, tắm giặt và được pha loãng tùy thuộc vào lượng nước được sử dụng của một đầu người. Theo White (1977), đối với cư dân nông thôn không có nước máy mỗi đầu người hàng ngày tiêu thụ từ vài lít tới 25 lít nước. Đối với các hộ gia đình có một robinet nước thì mỗi đầu người tiêu thụ từ 15  90 lít và có nhiều robinet thì khoảng 30  300 lít mỗi ngày. Nồng độ các chất gây ô nhiễm Nồng độ các chất gây ô nhiễm được xác định bằng công thức: C=T*D/Q Trong đó C: nồng độ chất gây ô nhiễm T: Tải lượng ô nhiễm (mg) D: Dân số Q: Lượng nước tiêu thụ (L/đng) Nhiều khi nước thải sinh hoạt được trộn lẫn với nước thải công nghiệp, do đó ảnh hưởng đến thành phần của nước thải. Trong trường hợp đó, cần xác định nồng độ chất gây ô nhiễm của hỗn hợp nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Nồng độ chất gây ô nhiễm của hỗn hợp nước thải sinh hoạt và công nghiệp được tính theo công thức: Chh=(Csh*Qsh+Ccn*Qcn)/(Qsh+Qcn) Trong đó Chh: nồng độ chất gây ô nhiễm của hỗn hợp nước thải (mg/L) Csh và Qsh: nồng độ và lưu lượng của nước thải sinh hoạt Ccn và Qcn: nồng độ và lưu lượng của nước thải công nghiệp Dân số tương đương Dân số tương đương là dân số gây ra một lượng chất gây ô nhiễm tương đương với lượng chất gây ô nhiễm do nước thải của một xí nghiệp nào đó tạo nên. Np=Ccn*Qcn/Tp Trong đó Np: dân số tương đương Tp: tải lượng ô nhiễm của 1 đầu người Ccn, Qcn: nồng độ và lưu lượng nước thải công nghiệp Dân số tính toán để thiết kế trạm xử lý được tính bằng tổng dân số thành phố và dân số tương đương THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI Trên bb ình diện toàn cầu, nước là một tài nguyên vô cùng phong phú nhưng nước chỉ hữu dụng với con người khi nó ở đúng nơi, đúng chỗ, đúng dạng và đạt chất lượng theo yêu cầu. Hơn 99% trữ lượng nước trên thế giới nằm ở dạng không hữu dụng đối với đa số các mục đích của con người do độ mặn (nước biển), địa điểm, dạng (băng hà). Phân bố và dạng của nước trên Trái đất Địa điểm Diện tích (km2) Tổng thể tích nước (km3) % tổng lượng nước Các đại dương và biển (nước mặn) 361.000.000 1.230.000.000 97.2000 510.000.000 12.700 0,0010 ------- 1.200 0,0001 130.000.000 4.000.000 0,3100 855.000 123.000 0,0090 28.200.000 28.600.000 2.1500 Khí quyển (hơi nước) Sông, rạch Nước ngầm (đến độ sâu 0,8 km) Hồ nước ngọt Tảng băng và băng hà Nguồn: US Geological Survey Con người khai thác các nguồn nước tự nhiên để cung cấp nước cho các nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Sau khi sử dụng, nước bị nhiễm bẩn do chứa nhiều vi trùng và các chất thải khác. Nếu không được xử lý trước khi thải vào các nguồn nước công cộng, chúng sẽ làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy nước thải trước khi thải vào sông, hồ (nguồn nước) cần phải được xử lý thích đáng. Mức độ xử lý phụ thuộc vào nồng độ bẩn của nước thải; khả năng pha loãng giữa nước thải với nước nguồn và các yêu cầu về mặt vệ sinh, khả năng "tự làm sạch của nguồn nước". Theo các qui định về bảo vệ môi trường của Việt Nam, ô nhiễm nước là việc đưa vào các nguồn nước các tác nhân lý, hóa, sinh học và nhiệt không đặc trưng về thành phần hoặc hàm lượng đối với môi trường ban đầu đến mức có khả năng gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển bb ình thường của một loại sinh vật nào đó hoặc thay đổi tính chất trong lành của môi trường ban đầu. Theo một định nghĩa khác "Ô nhiễm nước mặt diễn ra khi đưa quá nhiều các tạp chất, các chất không mong đợi, các tác nhân gây nguy hại vào các nguồn nước, vượt khỏi khả năng tự làm sạch của các nguồn nước này" Để thiết kế các công tŕnh xử lý nước thải, trước tiên chúng ta phải biết đặc điểm, thành phần của các chất gây ô nhiễm. Các đặc điểm lý học, hóa học và sinh học của nước thải và nguồn sinh ra nó Đặc điểm Nguồn Lý học  Màu Nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, thường do sự phân hủy của các chất thải hữu cơ.  Mùi Nước thải công nghiệp, sự phân hủy của nước thải  Chất rắn Nước cấp, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, xói mmòn đất.  Nhiệt Nước thải sinh hoạt, công nghiệp Hóa học  Carbohydrate Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Dầu, mỡ Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Thuốc trừ sâu Nước thải nông nghiệp  Phenols Nước thải công nghiệp  Protein Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Chất hữu cơ bay hơi Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Các chất nguy hiểm Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Các chất khác Do sự phân hủy của các chất hữu cơ trong nước thải trong tự nhiên  Tính kiềm Chất thải sinh hoạt, nước cấp, nước ngầm  Chlorides Nước cấp, nước ngầm  Kim loại nặng Nước thải công nghiệp  Nitrogen Nước thải sinh hoạt, công nghiệp  pH Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp  Phosphorus Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; rửa trôi  Sulfur Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; nước cấp  Hydrogen sulfide Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt  Methane Sự phân hủy của nước thải sinh hoạt  Oxygen Nước cấp, sự trao đổi qua bề mặt tiếp xúc không khí - nước Sinh học  Động vật Các d mng chảy hở và hệ thống xử lư  Thực vật Các d mng chảy hở và hệ thống xử lư  Eubacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư  Archaebacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư  Viruses Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lư Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Các chất ô nhiễm quan trọng cần chú ý đến trong quá trình xử lý nước thải Chất gây ô nhiễm Các chất rắn lơ lửng Hậu quả được xem là quan trọng Tạo nên bùn lắng và môi trường yếm khí khi nước thải chưa xử lư được thải vào môi trường. Biểu thị bằng đơn vị mg/L. Các chất hữu cơ có thể phân Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo. Thường được hủy bằng con đường sinh đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá học tŕnh phân hủy sinh học sẽ làm suy kiệt oxy h mòa 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 lý 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. Các chất ô nhiễm nguy hại Các hợp chất hữu cơ hay vô cơ có khả năng gây ung thư, biến dị, thai dị dạng hoặc gây độc cấp tính. Các chất hữu cơ khó phân hủy Không thể xử lý được bằng các biện pháp thông thường. Ví dụ các nông dược, phenols... 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 lý sinh học Chất vô cơ h mòa tan Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp Nhiệt năng Làm giảm khả năng bão h mòa oxy trong nước và thúc đẩy sự phát triển của thủy sinh vật (TSV) Ion hydrogen Có khả năng gây nguy hại cho TSV Nguồn: Wastewater Engineering: Treatment, Diposal, Reuse, 1989 Low-maintenance Mechanically Simple Wastewater Treatment systems, 1980 Ở các thành phố có nhiều nhà máy, khu công nghiệp, nước thải công nghiệp ảnh hưởng rất lớn đến thành phần nước thải chung của thành phố, thị trấn vì nó chứa nhiều các chất gây ô nhiễm ở nồng độ cao và tùy theo từng nhà máy thành phần chất gây ô nhiễm rất phức tạp. Do đó để giảm thiểu chi phí cho việc quản lý và xử lý, mỗi nhà máy cần phải có các hệ thống xử lý riêng để nước thải thải vào các nguồn nước công cộng phải đạt đến một tiêu chuẩn cho phép nào đó. Các loại chất thải và các nguồn thải chính Loại chất thải Từ cống rãnh, kênh thoát nước Nước thải sinh hoạt Từ các nguồn chảy tràn Nước thải công Chảy tràn từ khu nghiệp sx nông nghiệp Chảy tràn ở khu vực thành thị Các chất thải cần oxy để phân hủy ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ Dưỡng chất Các mầm bệnh Chất rắn lơ lửng/cặn lắng Muối Kim loại độc ´ ´ Chất hữu cơ độc ´ Nhiệt ´ ´