Việc lựa chọn công nghệ và xây dựng công trình XLNT cho các đô thị nhỏ là bài toán kinh tế - kỹ thuật phức tạp, cần được tính toán kỹ thưỡng dựa trên các cơ sở: Quy mô (công suất) và đặc điểm đối tượng thoát nước (lưu vực phân tán của đô thị, khu dân cư, bệnh viện); mức độ và các giai đoạn XLNT cần thiết; điều kiện tự nhiên khu vực (đặc điểm khí hậu, thời tiết, địa hình, địa chất thuỷ văn); điều kiện cung cấp nguyên, vật liệu để XLNT tại địa phương; khả năng sử dụng nước thải cho các mục đích kinh tế tại địa phương (nuôi cá, tưới ruộng…); điều kiện đất đai có thể sử dụng để xây dựng trạm XLNT; nguồn tài chính và các điều kiện kinh tế khác; đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn tiếp nhận.
Các trạm XLNT công suất nhỏ và vừa phải đảm bảo một loạt yêu cầu như xây dựng đơn giản, dễ hợp khối các công trình, diện tích chiếm đất nhỏ, dễ quản lý và vận hành, kinh phí đầu tư xây dựng không lớn. Yếu tố hợp khối công trình là một trong những yếu tố cơ bản khi xây dựng các trạm xử lý công suất nhỏ và vừa ở điều kiện nước ta. Các công trình XLNT được hợp khối sẽ hạn chế được việc gây ô nhiễm môi trường, diện tích xây dựng nhỏ đảm bảo mỹ quan đô thị. Nguồn tiếp nhận nước thải cũng là một yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn công nghệ XLNT. Tuỳ theo đặc điểm sử dụng nước, các điều kiện thủy văn… của đối tượng tiếp nhận mà xác định mức độ XLNT cho phù hợp.
Thành phần và tính chất nước thải là yếu tố cơ bản để tính toán và thiết lập công nghệ XLNT hợp lý cho các khu dân cư và đô thị. Vì vậy, để thiết kế các công trình XLNT, trước tiên cần phải biết đặc điểm về thành phần và tính chất của chúng.
Thành phần và tính chất của nước thải đô thị
Tính gần đúng, nước thải đô thị thường gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14% là các loại nước thấm và 36% là nước thải sản xuất (nước thải công nghiệp hoặc chăn nuôi - đối với các đô thị nhỏ).
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tuỳ thuộc vào mức sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước cấp. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều tạp chất khác nhau, trong đó khoảng 52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lớn vi sinh vật. Phần lớn các vi sinh vật trong nước thải là vi rút và vi khuẩn gây các bệnh như tả, lỵ, thương hàn... Đồng thời trong nước thải cũng chứa các vi khuẩn không có hại, có tác dụng phân huỷ các chất thải. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt được giới thiệu trong bảng 1.
Lựa chọn công nghệ XLNT cho các đô thị nhỏ
Trong điều kiện các thị trấn, thị tứ, đô thị nhỏ Việt Nam, với thành phần và tính chất nước thải như đã nêu ở trên, công nghệ XLNT phù hợp nên được xem xét, áp dụng rộng rãi với mức độ xử lý sơ bộ hoặc đến bậc hai, bao gồm:
Xử lý bằng phương pháp cơ học
Xử lý cơ học là loại các tạp chất không hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách gạn lọc, lắng và lọc. Phương pháp xử lý cơ học thường đơn giản, rẻ tiền, có hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng cao. Các thiết bị công trình xử lý cơ học thường dùng như song chắn, lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc... Song chắn rác để loại các loại rác và tạp chất có kích thước lớn hơn 5 mm (các tạp chất nhỏ hơn 5 mm thường sử dụng lưới chắn). Bể lắng cát để loại các tạp chất vô cơ và chủ yếu là cát trong nước thải. Bể vớt dầu mỡ: Các loại công trình này thường được ứng dụng khi XLNT công nghiệp, nhằm loại các tạp chất nhẹ hơn nước như mỡ, dầu mỏ... và tất cả các dạng chất nổi khác. Bể lắng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng nước. Bể lọc để loại các chất lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách lọc chúng qua lưới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc.
Xử lý bằng phương pháp hoá - lý
Thực chất của phương pháp hoá học là đưa vào nước thải chất phản ứng phù hợp. Chất này tác dụng với các tạp chất trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dưới dạng hoà tan không độc hại. Ví dụ, phương pháp trung hòa nước thải chứa axit và kiềm, phương pháp oxy hoá...
Các quá trình hóa - lý sẽ hợp khối các phần tử chất bẩn lại với nhau, chuyển hóa các hợp chất hòa tan trong nước thành các chất không tan, có khả năng keo tụ, qua đó tăng kích thước và trọng lượng, dẫn đến tăng khả năng lắng của chúng (ví dụ, chất kết tủa có thể sử dụng để loại bỏ phốtpho), hoặc tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh (ví dụ, khử trùng bằng clo).
Các phương pháp xử lý hoá học và hóa - lý thường được kết hợp với xử lý cơ học. Các phương pháp hoá - lý thường ứng dụng để XLNT là: Phương pháp keo tụ, hấp phụ, trích ly, cô bay hơi, tuyển nổi... Phương pháp hoá học và hoá - lý được ứng dụng chủ yếu để XLNT công nghiệp vì nó có hiệu quả xử lý cao, tuy nhiên rất đắt tiền và thường tạo thành các loại sản phẩm phụ độc hại hoặc sản phẩm phụ dạng rắn, bền vững trong môi trường, khó xử lý hoàn toàn. Phụ thuộc vào điều kiện địa phương và mức độ cần thiết phải xử lý mà quyết định phương pháp xử lý hoá học hay hoá - lý là giai đoạn cuối cùng (nếu như mức độ xử lý đạt yêu cầu có thể xả nước ra nguồn) hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ (ví dụ khử một vài liên kết độc hại ảnh hưởng đến chế độ làm việc bình thường của các công trình xử lý).
Xử lý bằng phương pháp sinh học
Thực chất của phương pháp sinh học là quá trình khoáng hoá các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải ở dạng hoà tan, keo và phân tán nhỏ nhờ các quá trình sinh hoá dựa vào sự hoạt động của vi sinh vật có khả năng tiêu thụ các chất bẩn hữu cơ trong nước thải.
Các quá trình XLNT bằng phương pháp sinh học thể hiện thông qua các hoạt động của hệ các vi sinh vật trong nước thải và trong tự nhiên. Các vi sinh vật này sẽ tiêu thụ và chuyển hóa các tạp chất hữu cơ và sản sinh ra các hợp chất đơn giản hơn (ví dụ CO2; CH4). Các vi sinh vật này phát triển mạnh trong các môi trường hoặc hiếu khí, hoặc kỵ khí, hoặc thiếu ôxy. Ví dụ, các vi sinh vật hiếu khí ôxy hóa chất hữu cơ có chứa Nitơ và NH3 thành NO2 - và NO3 -; các vi sinh vật khác có thể chuyển hóa theo hướng kỵ khí - biến NO3 - thành Nitơ. Có hai phương pháp làm sạch sinh học, đó là:
l Làm sạch bằng phương pháp sinh học nhân tạo, gồm hai loại chính: Loại công trình trong đó các sinh khối (bùn hoạt tính) ở trạng thái lơ lửng - đó là kiểu aeroten, và loại công trình trong đó các sinh khối được dính bám trên giá thể - đó là kiểu bể lọc sinh học gồm có bể lọc sinh học nhỏ giọt (biophin nhỏ giọt), bể lọc sinh học cao tải. Ngoài ra còn có hồ sinh học làm thoáng nhân tạo.
l Làm sạch bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên: Đó là phương pháp làm sạch nước thải gồm các công trình mà quá trình làm thoáng gần giống trong tự nhiên: Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinh học... Trong điều kiện khí hậu nước ta, các công trình xử lý sinh học tự nhiên có một ý nghĩa lớn. Thứ nhất nó giải quyết vấn đề làm sạch nước thải đến mức độ cần thiết; thứ hai nó phục vụ tưới ruộng, làm mầu mỡ đất đai và nuôi cá; cuối cùng, chi phí vận hành các công trình này thường thấp hơn so với các phương pháp khác.
ưu điểm của phương pháp xử lý sinh học là tận dụng được điều kiện tự nhiên, giảm chi phí năng lượng và hóa chất, đơn giản và rẻ tiền hơn so với phương pháp hóa - lý và có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ như thu hồi khí đốt và bùn làm phân bón.
Khử trùng
Giai đoạn khử trùng được thực hiện để tiêu diệt vi khuẩn gây hại trước khi xả nước vào nguồn. Các chất dùng để khử trùng như: Hơi clo, Hypoclorit canxi - Ca(ClO)2, nước javen - NaClO2, ozon, tia cực tím. Đây là công việc tốn kém nên chúng thường được áp dụng ở những khu vực có điều kiện kinh tế phát triển, có thể đáp ứng chi phí xây dựng và vận hành, hay do yêu cầu chất lượng nước được xử lý ở mức cao để bảo vệ nguồn nước và khu vực nhạy cảm môi trường.
Xử lý bùn, cặn của nước thải
Trong quá trình XLNT, bằng bất kỳ phương pháp nào cũng tạo nên một lượng cặn đáng kể. Các chất không hoà tan ở bể lắng đợt I được gọi là cặn tươi. Còn cặn lắng sau giai đoạn xử lý sinh học được gọi là màng vi sinh (nếu dùng biophin) và bùn hoạt tính (nếu dùng aeroten), cặn lắng sau các công trình xử lý sinh học hay bị giữ lại ở bể lắng đợt II.
Nói chung, các loại cặn trên đều có mùi hôi thối, khó chịu (nhất là cặn tươi) và đó là sự biểu hiện trạng thái nguy hiểm về phương diện vệ sinh. Do vậy mà cặn nhất thiết phải được xử lý thích đáng. Để giảm hàm lượng các chất hữu cơ trong cặn và để đạt được các chỉ tiêu về mặt vệ sinh trong thực tế, người ta thường ứng dụng phương pháp xử lý sinh học yếm khí trong các công trình tương ứng: Bể tự hoại, bể lắng hai vỏ và bể mêtan.
Ứng dụng công nghệ XLNT trong thực tiễn
Từ các nghiên cứu lý thuyết, chúng tôi đã ứng dụng để XLNT cho một khu vực đô thị nhỏ - thị trấn Lim (Bắc Ninh). Theo kết quả điều tra cho thấy, các mẫu nước thải sinh hoạt, chăn nuôi và các hoạt động dịch vụ ở khu vực thị trấn Lim đều có các chỉ tiêu BOD5, SS, NH4+ và Coliform vượt quá tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần (TCVN 5945 - 1995 cột B). Nước thải đang ảnh hưởng lớn đến môi trường, là nguồn chủ yếu gây ô nhiễm nguồn nước mặt trong khu vực.
Tại khu vực lựa chọn xây dựng mô hình thí điểm (thôn Lũng Giang - thị trấn Lim), địa hình thoát nước phân tán thành nhiều lưu vực nhỏ theo thôn, xóm và có nhiều ao, hồ, đầm, mương sông nên dùng mô hình thoát nước - XLNT phân tán kết hợp xử lý tập trung theo thôn với công suất nhỏ là phù hợp. Bên cạnh đó, tình hình kinh tế - xã hội địa phương chưa cho phép xây dựng hệ thống thoát nước tập trung lớn. Việc xây dựng hệ thống thoát nước và XLNT cần phân đoạn nên việc áp dụng mô hình phân tán cũng phù hợp về mặt kinh tế - đầu tư.
Qua quá trình nghiên cứu thành phần và tính chất nước thải của thôn Lũng Giang, chúng tôi đã lựa chọn công nghệ XLNT bằng biện pháp sinh học, cụ thể là sử dụng các bể xử lý sinh học kết hợp với hồ sinh học để XLNT. Mô hình tổ chức thoát nước và XLNT thích hợp đề xuất cho thôn Lũng Giang như sau:
Bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng hướng lên công suất 30 m3 /ngđ có dung tích trữ nước là 60 m3, gồm 1 ngăn lắng và lên men cặn, 4 ngăn vách ngăn mỏng dòng hướng lên và 1 ngăn lọc. Kích thước của mỗi ngăn được lựa chọn để đảm bảo không bị tắc do váng nước tạo thành trong quá trình phân huỷ.
Nguyên tắc làm việc của bể: Nước thải chăn nuôi và sinh hoạt chảy trên rãnh vào hố ga và song chắn rác trước bể để loại bỏ các cặn vô cơ (cát, sỏi) và tách rác trước khi vào bể. Nước thải vào bể qua ngăn lắng và lên men cặn, sau đó qua các ngăn xử lý kỵ khí rồi đến các ngăn lọc kỵ khí.
Sau bể tự hoại, nước thải sẽ được xử lý tiếp tại hồ sinh học được cải tạo từ ao Các Cụ (vốn là sông Tiêu Tương trước đây), trong hồ sinh học có thả thêm bèo tây để tăng thêm khả năng XLNT. Ngoài ra, tại khu vực bể tự hoại và hồ sinh học còn được bổ sung thêm chế phẩm vi sinh EMUNIV dạng dịch và dạng bột để khử mùi, đồng thời nâng cao hiệu quả XLNT. Sau khi ra khỏi hồ sinh học, nước thải đạt được yêu cầu đề ra, hàm lượng các chất ô nhiễm đều giảm đáng kể, cụ thể như sau: COD giảm 81-85%; BOD giảm 76-80%; hàm lượng cặn lơ lửng giảm 74-76%; NH4+ giảm 95-97%.
Nước thải sau khi xử lý được tái sử dụng để tưới lúa. Qua theo dõi cho thấy, lúa ở những ruộng được tưới bằng nước thải đã xử lý phát triển tốt và cho năng suất cao hơn so với lúa ở những thửa ruộng được tưới bằng nước thường (đối chứng). Tưới bằng nước thải đã xử lý không làm tăng nguy cơ sâu bệnh cho cây lúa mà ngược lại lúa phát triển tốt, cho năng suất cao hơn đối chứng (tưới bằng nước thường).
Công trình XLNT được áp dụng tại thị trấn Lim là một trong những công trình XLNT cho khu vực đô thị nhỏ đã ứng dụng các biện pháp công nghệ đơn giản, phù hợp với điều kiện địa phương và cho kết quả xử lý tốt. Đây là một trong những ví dụ về cách lựa chọn công nghệ XLNT phù hợp. Tuỳ từng đối tượng thoát nước cụ thể mà các nhà tư vấn có thể lựa chọn các mô hình tổ chức thoát nước cũng như công nghệ XLNT cho phù hợp với điều kiện tự nhiên của địa phương, phù hợp với khả năng kinh tế lại vừa đáp ứng được yêu cầu XLNT.
Nguồn: diendanmoitruong.com
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét