Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Viện Khoa học Thuỷ Lợi
-----o0o-----
báo cáo tổng kết Đề tài hợp tác nghiên cứu theo nghị định th về KHCN năm 2005
Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nớc
thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
Chủ nhiệm dự án: PGS. TS. Nguyễn Thế Quảng
6725
28/01/2008
Hà nội, 2006
I.3.1. Ngoài nớc................................................................................................17
I.3.2. Trong nớc ................................................................................................20
I.4. Tổng quan về tình hình tái sử dụng nớc thải sản xuất trong nông nghiệp trên
thế giới và trong nớc .............................................................................................22
I.4.1. Tổng quan về sự cần thiết của việc tái sử dụng nớc thải:.......................22
I.4.2. Yêu cầu về chất lợng nớc thải tái sử dụng cho nông nghiệp .................24
I.4.3. Tổng quan về tình hình tái sử dụng nớc thải trên thế giới ......................25
I.4.4. Tổng quan về tình hình tái sử dụng nớc thải ở Việt Nam .......................26
I.5. Giới thiệu về năng lực của cơ quan đối tác - Viện nghiên cứu Kỹ thuật Môi
tròng ICIM Bucarest : .......................................................................................29
I.5.1. Giới thiệu về đất nớc Rumani..................................................................29
I.5.2. Giới thiệu về Viện ICIM............................................................................29
1.5.3. Một số chơng trình, dự án nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực xử lý nớc
thải và bảo vệ môi trờng mà Viện ICIM đã thực hiện......................................29
I.5.4. Một số nghiên cứu điển hình về xử lý và tái sử dụng nớc thải đợc Viện
ICIM trao đổi với Viện KHTL Việt Nam trong quá trình thực hiện đề tài ........30
Chơng II: Hiện trạng khu vực nghiên cứu (thị trấn Lim huyện Tiên Du
- tỉnh Bắc Ninh)............................................................................................... 34
II.3.2. Hiện trạng sử dụng nớc thải để tới ......................................................57
II.3.3. Hiện trạng sử dụng phân bón và hoá chất BVTV ....................................58
II.3.4. Hiện trạng chất thải rắn thị trấn Lim......................................................58
II.4. Hiện trạng quản lý môi trờng thị trấn lim.....................................................59
II.4.1. Hiện trạng cơ cấu tổ chức và mô hình quản lý tiêu thoát nớc...............59
II.4.2. Mô hình cơ cấu tổ chức và quản lý đội vệ sinh của thị trấn....................60
Chơng III: Quy trình công nghệ xử lý và tái sử dụng nớc thải cho thôn
Lũng Giang thị trấn Lim............................................................................. 62
III.1. Lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải cho thôn Lũng Giang - thị trấn Lim -
tỉnh Bắc Ninh ..........................................................................................................62
III.1.1. Cơ sở tính toán hệ thống XLNT cho khu vực mô hình............................62
III.1.2. Lựa chọn công nghệ XLNT cho khu mô hình bằng PP cơ học...............62
III.1.3. Lựa chọn công nghệ XLNT cho khu mô hình bằng PP sinh học ............65
III.1.4. So sánh lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải thôn Lũng Giang...............70
III.1.5. Thuyết minh thiết kế công nghệ mô hình XLNT cho thôn Lũng Giang...77
III.2. Vận hành và bảo dỡng mô hình thoát nớc và sử lý nớc thải:...................82
V.1.1. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................95
V.1.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................95
V.2. Phơng pháp tiếp cận và cơ sở lựa chọn mô hình quản lý..............................95
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
3
V.2.1. Phơng pháp tiếp cận trong nghiên cứu mô hình quản lý .......................95
V.2.2. Yêu cầu đối với mô hình quản lý..............................................................96
V.2.3. Cơ sở để lựa chọn mô hình quản lý ........................................................96
V.3. Mô hình quản lý vận hành hệ thống xử lý nớc thải ......................................97
V.3.1. Các bớc xây dựng mô hình quản lý......................................................967
V.3.2. Xây dựng mô hình tổ chức quản lý vận hành hệ thống xử lý nớc thải tập
trung thôn Lũng Giang .....................................................................................967
V.3.3. Tổ chức truyền thông và tập huấn kỹ thuật chuyển giao công nghệ......968
V.3.1. Hớng dẫn quản lý vận hành mô hình xử lý nớc thải thôn Lũng Giang
..........................................................................................................................968
V.4. Nhận xét chung.............................................................................................102
Chơng VI: Chất lợng nớc thải sau xử lý, đánh giá hiệu quả và diễn
biến môi trờng sinh thái thôn Lũng Giang............................................... 103
VI.1. Đánh giá hiệu quả về mặt môi trờng .........................................................103
Phụ lục 1: Tờ rơi hớng dẫn quản lý hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải cho
khu dân c thôn Lũng Giang thị trấn Lim tỉnh Bắc Ninh...............................125
Phụ lục 2: Công nghệ xử lý chất thải sản xuất, sinh hoạt và chăn nuôi bằng bể
biogas....................................................................................................................128
Phụ lục 3: Xử lý phân chuồng và rác thải SH bằng công nghệ ủ hợp vệ sinh ......133
Phụ lục 4: Quy trình tăng cờng hiệu quả xử lý nớc thải sinh hoạt bằng biện pháp
bổ sung chế phẩm vi sinh......................................................................................136Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
4
mở đầu
Mặc dù thời gian gần đây, vấn đề xử lý nớc thải đã bắt đầu đợc sự quan tâm
của các cơ quan nghiên cứu, của chính quyền các cấp nhng vấn đề nớc thải và xử
lý nớc thải vẫn là vấn đề nổi cộm ở nớc ta. Nớc thải đô thị, nớc thải sinh hoạt,
nớc thải từ các quá trình sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông thuỷ sản
không đợc xử lý xả thẳng ra môi trờng đang hàng ngày hàng giờ ảnh hởng đến
môi trờng, điều kiện sống và sức khoẻ của ngời dân. Vì vậy, việc xử lý nớc thải
rất cần sự phối hợp tham gia của nhiều cơ quan. Bên cạnh đó, với điều kiện thời tiết
của Việt Nam, trong năm thời kỳ khô hạn thờng kéo dài từ 3-5 tháng, vấn đề hiểu và
tái sử dụng nớc thải trong sản xuất nông nghiệp trở nên vô cùng thiết thực. Nớc
thải, đặc biệt là nớc thải đô thị, nớc thải chế biến nông thuỷ sản sau khi đợc xử lý
lại trở thành nguồn dinh dỡng quý báu cho cây trồng, và góp phần tiết kiệm đợc
phân bón và nớc tới cho nhà nông.
Đề tài hợp tác nghiên cứu theo nghị định th về khoa học công nghệ năm 2005
với chính phủ Rumani Hợp tác nghiên cứu để phát triển các giải pháp xử lý nớc
trong nông nghiệp tại địa điểm lựa chọn xây dựng mô hình (thị trấn Lim).
+
Qui hoạch xử lý nớc thải cho khu đô thị theo kiểu phân tán nhỏ
+
Qui hoạch khu tái sử dụng nớc thải:
- Nghiên cứu lựa chọn công nghệ, thiết bị xử lý và tái sử dụng nớc thải đô thị:
+
Lựa chọn các loại công nghệ xử lý phù hợp với từng loại nớc thải dựa trên
nguyên tắc: công nghệ đơn giản, rẻ tiền, dễ quản lý, vận hành và tận dụng tối
đa các điều kiện sẵn có của địa phơng.
+
Nghiên cứu tái sử dụng nớc thải để tới: sơ đồ tới, kỹ thuật tới, quản lý chất
lợng nguồn nớc tới
- Xây dựng mô hình công nghệ xử lý và tái sử dụng nớc thải đô thị:
+
Xây dựng mô hình xử lý nớc thải qui mô nhỏ công suất 30 m3/ngày đêm
bằng hệ thống bể tự hoại cải tiến cho thôn Lũng Giang - thị trấn Lim.
+
Kè bờ khu vực ao Các Cụ - thôn Lũng Giang tạo môi trờng cảnh quan sạch
đẹp và tạo thành hồ sinh học tự nhiên xử lý nớc thải sau khi qua bể xử lý.
+
Xây hệ thống kênh hai bên bờ ao Các Cụ để dẫn nớc vào bể xử lý.
+
Lắp đặt bộ cửa van cống điều tiết để điều tiết nớc thải vào ô ruộng thí nghiệm
tới lúa.
- Xây dựng mô hình tổ chức quản lý xử lý và tái sử dụng nớc thải:
+
Tổ chức thực hiện, xây dựng các mô hình
+
Tổ chức quản lý vận hành, điều hành khu tới nớc thải
Để xử lý nớc thải, tuỳ theo đặc điểm, thành phần, tính chất của nớc thải, cần
có các phơng pháp xử lý khác nhau (xem hình 1.1). Trên thực tế, ba phơng pháp
sau đây thờng đợc ứng dụng: cơ học, hoá-lý, sinh hoá (hoặc sinh học). Để loại trừ
các vi khuẩn gây bệnh trong nớc thải cần tiến hành khử trùng nớc trớc khi xả ra
sông, hồ...
Nớc thải Bùn thứ cấp
Cặn sơ cấp
Hình 1.1. Các phơng pháp xử lý nớc thải
Tách các chất
không hoà tan
phân tán thô
nguồn nớc)
Làm khô bùn cặn (Biện pháp
trọng lực, ép lọc hoặc lọc
chân không)
Sử dụng bùn cặn
làm phân bón...
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
7
I.1.1. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp cơ học
Xử lý cơ học là loại các tạp chất không hoà tan ra khỏi nớc thải bằng cách
gạn lọc, lắng và lọc. Các lực trọng trờng, lực ly tâm đợc áp dụng để tách các tạp
chất không hoà tan ra khỏi nớc thải. Phơng pháp xử lý cơ học thờng đơn giản, rẻ
tiền, có hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng cao. Các công trình, thiết bị xử lý cơ học
thờng dùng nh song chắn, lới chắn rác, bể lắng, bể lọc...
Xử lý cơ học để tách cặn lắng trong nớc thải bng song chắn rác, các bể lắng
cát, lắng đợt I, bể lắng 2 vỏ, bể tự hoại, bể biogas (trong phạm vi hộ gia đình - xử lý
tại chỗ kiểu phân tán).
Song chắn rác để loại các loại rác và các tạp chất có kích thớc lớn hơn 5 mm,
các tạp chất nhỏ hơn 5 mm thờng ứng dụng lới chắn.
Bể lắng cát để loại các tạp chất vô cơ và chủ yếu là cát trong nớc thải.
Bể vớt mỡ, dầu, dầu mỡ: Các loại công trình này thờng đợc ứng dụng khi xử
lý nớc thải công nghiệp, nhằm để loại các tạp chất nhẹ hơn nớc: mỡ, dầu mỏ... và
tất cả các dạng chất nổi khác.
Bể lắng để loại các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng nớc.
Bể lọc để loại các chất ở trạng thái lơ lửng kích thớc nhỏ bé bằng cách lọc
chúng qua lới lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc.
I.1.2. Xử lý nớc thải bằng phơng pháp hoá - lý:
Đây là phơng pháp sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nớc thải. Thực
chất của phơng pháp hoá học là đa vào nớc thải chất phản ứng nào đó. Chất này
chuyển hóa các tạp chất hữu cơ và sản sinh ra các hợp chất đơn giản hơn (ví dụ:
điôxit cácbon (CO
2
) và mê tan (CH
4
)). Các vi sinh vật này phát triển mạnh trong các
môi trờng hoặc hiếu khí, hoặc kỵ khí, hoặc thiếu ô xy. Ví dụ, các vi sinh vật hiếu
khí ô xy hóa chất hữu cơ có chứa Nitơ và Amôniắc (NH
3
) thành nitrit (NO
2
-
) và nitrat
(NO
3
-
). Các vi sinh vật khác có thể chuyển hóa theo hớng kỵ khí - biến Nitrat thành
Nitơ (N
2
). Tuỳ theo các điều kiện làm thoáng, phơng pháp xử lý sinh hoc đợc chia
làm 2 dạng:
- Dạng thứ nhất gồm các công trình mà quá trình làm thoáng gần nh trong tự
nhiên: cánh đồng tới, cánh đồng lọc, hồ sinh vật... Trong điều kiện khí hậu nớc ta,
các công trình xử lý sinh học tự nhiên có một ý nghĩa lớn. Thứ nhất nó giải quyết vấn
đề làm sạch nớc thải đến mức độ cần thiết, thứ hai nó phục vụ tới ruộng, làm mầu
mỡ đất đai và nuôi cá, cuối cùng, chi phí vận hành các công trình này thờng thấp
hơn so với các phơng pháp khác.
- Dạng thứ hai gồm các công trình làm thoáng đợc thực hiện trong điều kiện
nhân tạo: bể lọc sinh học nhỏ giọt (biôphin nhỏ giọt), bể lọc sinh học cao tải, aêrôten,
hồ sinh học làm thoáng nhân tạo.
khu dân c, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu ẩm. Cánh đồng tới không đợc trồng
rau xanh và cây thực phẩm ăn trực tiếp vì mầm bệnh và kim loại nặng cha đợc loại
bỏ hết.
Xả nớc thải vào giếng thấm hay bãi thấm: Dùng khi nớc thải có lu lợng nhỏ,
đất có hệ số thấm thích hợp, ở khu vực không dùng giếng khơi, nớc thải không chứa
hoá chất độc hại. Phơng pháp này gọi là quá trình làm sạch bằng thấm lọc tự nhiên
trong đất.
Xả nớc thải vào sông, hồ, ao, đầm: Đây là phơng pháp xả nớc thải sau khi đã xử
lý sơ bộ vào vực nớc tự nhiên sẵn có (hồ, ao) hay nhân tạo, đóng vai trò nh các
hồ sinh học để xử lý nớc thải. Tại đây ngời ta tận dụng khả năng tự làm sạch của
vực nớc tự nhiên hay nhân tạo (sông, hồ), nơi xảy ra đồng thời các quá trình: pha
loãng nớc thải với nớc nguồn, ôxy hoá các chất nhiễm bẩn hữu cơ hoà tan nhờ các
vi sinh vật hiếu khí (sử dụng ôxy hoà tan trong nớc) ở tầng nớc mặt và phân huỷ kị
khí (không có ôxy) các cặn lắng tầng dới. ở tâng nớc giữa là các nhóm vi sinh vật
tuỳ tiện hoạt động. Đối với hồ sinh học nhân tạo, chiều sâu hồ thờng từ 0,5 - 1,5 m.
Hồ sinh học thờng đợc chia là
m nhiều ngăn (bậc). Các ngăn cuối nông hơn các
ngăn đầu. Có thể trồng, thả các cây thuỷ sinh (bèo, dong, ngổ, cỏ nến, sậy, lác, ) để
tăng cờng hiệu quả xử lý. Có thể nuôi cá ở các ngăn sau của chuỗi hồ sinh học.
Phơng pháp này có u điểm là:
- Lợi dụng ao hồ có sẵn ở địa phơng, không đòi hỏi nhiều vốn đầu t
- Công tác vận hành bảo dỡng đơn giản, không cần trông nom thờng xuyên
- Có thể kết hợp để nuôi trồng thuỷ sản.
Nhợc điểm của phơng pháp:
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
10
Nếu lợng chất thải (chất hữu cơ, chất dinh dỡng) quá cao, sẽ làm cho hệ
sinh vật hiếu khí trong hồ hoạt động mạnh, lấy hết ôxy hoà tan trong nớc, dẫn đến
không động vật nào sống nổi. Mặt khác, tảo sẽ phát triển mạnh khi hồ bị phú dỡng.
động từ 0,1 đến 0,2 m/m
2
/năm (1.000m
3
/ha đến 2.000m
3
/ha/năm ). Phơng pháp tới
là tới ngập hoặc tới phun khi dùng nớc thải để tới sản lợng cây trồng sẽ tăng
thêm 20% đến 30%. Quá trình xử lý nớc thải sinh hoạt sẽ tạo nên lợng lớn bùn cặn
(bằng khoảng 1% thể tích nớc thải xử lý).
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
11
Bùn cặn nớc thải chứa phần lớn các chất hữu cơ, Nitơ và phôt pho. Hàm
lợng kali tơng đối thấp nên ngời ta thờng bổ sung thêm kali để trộn cùng bùn
cặn làm phân bón. Ngoài ra hàm lợng CaO trong bùn cặn cao nên nó thích hợp trong
việc cải tạo đất chua phèn.
Trong nớc thải và bùn cặn của nó có chứa các loại vi khuẩn gây bệnh, trứng
giun sán. Trong 1 gam bùn cặn chứa từ 5 đến 67 trứng giun sán. Trứng giun sán có
thể tồn tại trong đất đến 1,5 năm. Vì vậy nên hạn chế tới nớc thải trong mùa thu
hoạch. Đối với các loại rau ăn sống thì không đợc tới trực tiếp nớc thải lên cây
rau.
I.2. Cơ sở và các tiêu chí để lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải
phù hợp
Việc lựa chọn công nghệ xử lý nớc thải cho khu vực nghiên cứu cần dựa trên
các cơ sở sau:
- Điều kiện sản xuất, tình hình kinh tế xã hội, phơng hớng qui hoạch sử dụng đất ở
khu vực nghiên cứu...
- Nguồn gốc các loại nớc thải, lợng nớc thải phát sinh
3
.
Ngoài ra ngời ta còn dùng khái niệm tải lợng chất bẩn hay tải lợng ô
nhiễm. Đó là lợng chất bẩn tính theo đơn vị khối lợng trên một đơn vị thời gian
(g/s, kg/h, kg/ngày, tấn/năm).
c. Các tạp chất không hoà tan trong nớc thải
Để nghiên cứu các chất không hoà tan trong nớc thải thờng phải tiến hành
phân tích chúng bằng cách lọc qua giấy lọc. Phần các chất không hoà tan bị giữ lại ở
giấy lọc đợc gọi là chất lơ lửng. Hàm lợng chất lơ lửng thờng đợc xác định sau
khi đã sấy khô ở nhiệt độ 105
0
C.
Tùy theo kích thớc hạt, trọng lợng riêng của chúng và tốc độ của dòng chảy
mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nớc hoặc ở trạng thái lơ
lửng. Các chất lơ lửng đợc chia làm 2 loại: chất lơ lửng không lắng đợc và chất lơ
lửng lắng đợc.
Ngoài các chất lắng đợc, trong nớc thải còn chứa các tạp chất nổi có trọng
lợng riêng nhỏ hơn trọng lợng riêng của nớc (mỡ, dầu, dầu mỏ...). Khi lắng, các
chất này nổi lên bề mặt công trình.
d. Các chất keo, các chất hoà tan trong nớc thải
- Các chất keo: Hệ keo trong nớc thải chia ra hai loại: keo a nớc và keo kỵ nớc.
Keo a nớc: Đợc đặc trng bằng khả năng liên kết của các hạt phân tán với
phân tử nớc (môi trờng phân tán). Chúng thờng là những liên kết hữu cơ có trọng
lợng phân tử lớn: Hydratcacbon (xenlulô, tinh bột), các prôtit (anbumin,
hemôglôbin, cazein của sữa, keo động vật và keo cá), xà phòng, phần lớn các chất
nhuộm hữu cơ, các vi sinh vật...
Keo kỵ nớc: không có khả năng liên kết giữa các hạt phân tán với phân tử
nớc. Ví dụ các keo kỵ nớc thờng gặp: đất sét, hydrôxit sắt, nhôm, silic...
- Các chất hoà tan trong nớc thải:
Thành phần hoá học của các chất keo và các chất hoà tan trong nớc thải chịu
khí H
2
S - hydro sulfur, tạo ra do vi sinh vật kỵ khí và khử sulphat thành sulphit.
Độ đục: Độ đục của nớc thải đặc trng cho các tạp chất nhỏ dạng keo và
huyền phù - chất lơ lửng không tan có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ. Nguyên nhân
tạo cho nớc bị đụclà sự tồn tại các loại bùn, axit silic, hyđroxít nhôm, keo hữu cơ, vi
sinh vật, phù du sinh vật...
b. Tính chất hoá học của nớc thải:
Chất hữu cơ: Trong nớc thải với nồng độ bẩn trung bình có khoảng 75% chất
rắn lơ lửng, 40% chất rắn tan chui qua giõy lọc là chất hữu cơ. Những chất rắn hữu cơ
này có xuất xứ từ động, thực vật.
Những chất hoạt tinh bề mặt là những chất bẩn gây ô nhiễm điển hình, các hợp
chất hữu cơ bay hơi volatile, các loại thuốc trừ sâu trong nông nghiệp .v.v. Ngày nay
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
14
nhiều hợp chất nh vậy là các chất hữu cơ cao phân tử đợc tổng hợp và sử dụng với
số lợng và chủng loại tăng lên theo thời gian.
Các chất đạm (Proteins) là thành phần cấu tạo chính của cơ thể động vật. ở
thực vật thì các chất này ít hơn. Tất cả thức ăn tơi từ động vật, thực vật đều chứa các
chất đạm. Các chất đạm về cấu trúc hoá học là những phức chất, không ổn định và là
đối tợng cho nhiều loại sinh vật phân huỷ. Một số chất tan trong nớc và cũng nhiều
chất không tan trong nớc.
Hydrat cacbon là những chất khá phổ biến trong thiên nhiên và bao gồm
đờng, tinh bột, xenlulô, sợi gỗ. Tất cả các chất này đều có trong nớc thải. Hydrat
cacbon chứa các nguyên tố cacbon, hydro và ôxy.
Chất béo, dầu, mỡ là các hợp chất hữu cơ ổn định - bền vững và không dễ bị
phân huỷ bởi vi sinh vật. Nếu mỡ không đợc tách ra khỏi nớc thải trớc khi xả ra
ngoài, nó sẽ tạo màng, váng nổi trên mặt nớc và gây tác động ngăn cản đối với các
quá trình sinh học.
thoát nớc.
- Nhiệt độ Nớc thải sinh hoạt và công nghiệp
Thành phần hoá học:
Chất hữu cơ :
- Hydrat cacbon Nớc thải sinh hoạt, dịch vụ và công nghiệp
- Dầu, mỡ Nớc thải sinh hoạt, dịch vụ và công nghiệp
- Thuốc trừ sâu Nớc thải nông nghiệp
- Phenols Nớc thải công nghiệp
- Chất hoạt động bề mặt Nớc thải sinh hoạt và công nghiệp
- Những chất khác Chất hữu cơ thối rữa tự nhiên
Chất vô cơ :
- Kiềm Chất thải sinh hoạt, nớc cấp sinh hoạt, nớc ngầm chảy
vào
- Clorua Nớc cấp sinh hoạt, chất thải sinh hoạt, nớc ngầm chảy
vào, chất làm mềm nớc
- Nitơ Nớc thải nông nghiệp và sinh hoạt
- pH Nớc thải công nghiệp
- Phôtpho Nớc thải sinh hoạt và công nghiệp,
- Sunphua Nớc cấp sinh hoạt, nớc thải sinh hoạt và công nghiệp
- Chất độc Nớc thải công nghiệp
Khí
- H
2
S Sự phân huỷ của nớc thải sinh hoạt
- CH
4
Sự phân huỷ của nớc thải sinh hoạt
trong đó phải đợc lựa chọn trên các cơ sở sau:
- Quy mô (công suất) và đặc điểm đối tợng thoát nớc (lu vực phân tán của
đô thị, khu dân c, bệnh viện).
- Đặc điểm nguồn tiếp nhận n
ớc thải và khả năng tự làm sạch của nó.
- Mức độ và các giai đoạn xử lý nớc thải 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 xử lý nớc thải tại địa phơng.
- Khả năng sử dụng nớc thải cho các mục đích kinh tế tại địa phơng (nuôi
cá, tới ruộng giữ mực nớc tạo cảnh quan đô thị).
- Điều kiện đất đai có thể sử dụng xây dựng trạm xử lý nớc thải.
- Nguồn tài chính và các điều kiện kinh tế khác.
Các trạm xử lý nớc thải công suất nhỏ và vừa phải đảm bảo một loạt các yêu
cầu nh xây dựng đơn giản, dễ hợp khối các công trình, diện tích chiếm đất nhỏ, dễ
quản lý và vận hành và kinh phí đầu t 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 nớc ta. Các công trình xử lý nớc thải đợc hợp khối sẽ hạn chế
đợc việc gây ô nhiễm môi trờng không khí, diện tích xây dựng nhỏ đảm bảo mỹ
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
17
quan đô thị. Nớc thải sinh hoạt có thể xử lý tại chỗ trong các công trình làm sạch sơ
bộ (tách dầu mỡ, tách và xử lý cặn trong
nớc đen
), công trình xử lý cục bộ đối với
hệ thống thoát nớc độc lập hoặc xử lý tập trung tại trạm xử lý khu vực .
Nhận xét sơ bộ về khả năng ứng dụng trong điều kiện các thị trấn, thị tứ, đô thị
kiện khác nhau và phải theo dõi ảnh hởng của nhiều thế hệ. Một số công trình
nghiên cứu về xử lý nớc thải và tái sử dụng nớc thải trong nông nghiệp trên thế giới
đợc tổng kết nh
sau:
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
18
- Tripathi, ấn Độ (1991) đã thí nghiệm dùng vi tảo với thực vật thuỷ sinh làm sạch
nớc thải thành phố. Thí nghiệm sau 29 ngày có thể làm giảm 78,1% thể rắn huyền
phù; 89,2% PO
4
3-
, 81,7% NO
3
-
, 95,1% NH
4
+
; 7,9% COD; DO tăng đến 70%.
- M.Aaiz (Singapore) sử dụng thiết bị tảo hoạt hoá làm sạch nớc thải sinh hoạt và
công nghiệp từ trại chăn nuôi lợn và nhà máy dầu cọ. Sau 15 ngày loại bỏ đợc 80-
88% BOD; 70-82% COD; 60-70% N; 50-60% P. Đây là hệ thống đơn giản thích hợp
với nớc thải chứa nhiều chất hữu cơ và chất dinh dỡng.
- S.G Bharati, ấn Độ (1992) đã dùng tảo xử lý ô nhiễm nớc thải nhà máy giấy chứa
lignin. Mức lignin giảm từ 93 mg/l xuống còn 25 mg/l đối với tảo Chrrocucus
minutus và 25,5 mg/l đối với Phorindium ambiguum.
- Sun-Kee Han and Hang-Sik Shin - Khoa xây dựng dân dụng và môi trờng - Viện
nghiên cứu khoa học và công nghệ Daejeon - Nam Triều Tiên Nghiên cứu về hoạt
động của hệ thống xử lý yếm khí hai giai đoạn để xử lý nớc thải chế biến thực
phẩm, hệ thống hoạt động với tải trọng 11,9 kg (VS) chất hữu cơ bay hơi và đạt hiệu
hệ sinh thái tạo điều kiện cho các loài cá, sinh vật phù du sinh trởng, phát triển tạo
cảnh quan hồ nớc đẹp, sạch, thông qua sự phân ly chất hữu cơ nhờ vi sinh vật kết
dính với chất tiếp xúc vi sinh vật nhân tạo ở lớp dới và ở lớp trên thì có lớp cây trồng
hấp thụ chất dinh dỡng làm sạch nớc.
Những u điểm nổi bật của đảo trồng thực vật nớc đa năng:
- Với việc dính kết vi sinh ở phía lớp đáy thì chỉ một lợng sinh vật nớc ít nhất cũng
làm tăng khả năng tự làm sạch nớc.
- Có thể tạo đợc đảo trồng thực vật nớc quy mô lớn nhất đến hàng ngàn mét vuông
(ví dụ nh ở hồ Dao Cheng Cộng hòa Triều tiên (Hàn Quốc).
- Có thể chịu đựng ổn định khi có lụt lội hoặc bão lớn
- Có khả năng thích ứng với biến động vị trí trên nớc nhờ có sử dụng hệ thống giằng,
néo phù hợp.
- Có thể thực hiện việc đào tạo về sinh thái học, quan sát các trạng thái dới nớc nhờ
hệ thống quay phim dới nớc.
Hiệu quả của đảo trồng thực vật nớc đa năng:
- Quản lý, kiểm soát hệ sinh thái và bảo vệ loài cá bằng cách sử dụng chất tiếp xúc vi
sinh vật làm giống nhân tạo mà tạo đợc nơi sinh sống cho các loài cá và sinh vật phù
du, ngăn đợc ánh sáng mặt trời, hình thành cấu trúc sinh thái do sự lên xuống của
sinh vật phù du, do thủy triều.
- Loại trừ đợc các loại muối phú dỡng nhờ thực vật, nhờ Enzim sản sinh ra do vi
sinh vật dính kết vào chất tiếp xúc, vi sinh vật và rễ cây mà làm chuyển hóa chất hữu
cơ thành chất vô cơ dễ hấp phụ, mà hấp phụ bởi N, P là nguyên nhân làm phù dỡng
n
ớc hồ ao và kiểm soát đợc sự sinh trởng màu xanh.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
20
- Làm sạch nớc nhờ chất tiếp xúc vi sinh vật, vi sinh vật có trong hồ ao dính kết vào
chất tiếp xúc vi sinh vật nhân tạo mà làm phân ly chất hữu cơ thành CO
2
3
/ngày đêm): dùng bể tự hoại và nên khử
trùng bằng clorua vôi.
b) Dới 5000 m
3
/ngày đêm: dùng song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng 2 vỏ hoặc
bể lắng trong kết hợp lên men cặn. Khử trùng bằng clo hoặc nớc clorua vôi
và công trình để xử lý cặn (sàn phơi bùn).
c) Dới 10.000 m
3
/ngày đêm: dùng song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng đứng,
trạm clo để khử trùng, bể tiếp xúc, công trình để xử lý cặn (bể mêtan và sân
phơi bùn) hoặc công trình xử lý cặn bằng phơng pháp cơ học.
Bể lắng ly tâm nên dùng khi lu lợng nớc thải trên 20.000 m
3
/ngày đêm.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
21
+ Khi xử lý nớc thải bằng phơng pháp sinh học: ngoài các công trình xử lý cơ học
và xử lý cặn ở trên, còn phải thêm một trong những công trình sau:
a) Dới 25 m3/ngày đêm (có thể 50 m3/ngày đêm): dùng cánh đồng lọc ngầm,
xử lý trên đất ớt (wetland), hồ sinh vật, hay bể lọc sinh vật.
b) Dới 5000 m3/ngày đêm: cánh đồng tới, cánh đồng lọc, bể lọc sinh vật cao
tải, mơng oxy hoá tuần hoàn hay Aeroten.
c) Trên 5000 m3/ngày đêm: dùng mơng oxy hoá tuần hoàn, lọc sinh vật cao tải,
bể aeroten.
- Vũ Thị Thanh Hơng (2001) nghiên cứu xử lý nớc thải sinh hoạt vùng Đồng
bằng Bắc Bộ và cho rằng: Xử lý nớc thải sinh hoạt qua các bể lắng ngang, hiệu suất
loại chất lơ lửng từ 39,78-50,47%, BOD
nớc thải sinh hoạt đạt tới 99% so với ngày đầu thí nghiệm, với nớc thải sinh hoạt
trộn lẫn nớc thải công nghiệp đạt tới 73%. Đối với PO
4
3-
khả năng hấp thụ của tảo
Chlorella trong nớc thải sinh hoạt là 98%, với nớc thải sinh hoạt trộn lẫn nớc thải
công nghiệp là 80%.
- Viện Công nghệ Sinh học - Trung tâm KHTN&CNQG đã nghiên cứu xử lý chất
thải làng nghề chế biến bún - bánh Phú Đô, ngoại thành Hà Nội bằng kênh oxy hoá
hồi lu, bể lọc sinh học, hồ sinh vật đạt tiêu chuẩn nớc thải xả vào nguồn.
Nghiên cứu các giải pháp xử lý nớc thải đô thị nhằm tái sử dụng cho mục đích nông nghiệp
22
- Đề tài KH 07-16 do Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học Vật liệu - Trung
tâm KHTN & CNQG thực hiện đã nghiên cứu sử dụng biện pháp sinh học tổng hợp
xử lý nớc thải chế biến nông - lâm - hải sản, thực phẩm bằng công nghệ thích hợp
với các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ.
- Võ Kim Long (1978) đã nghiên cứu dùng hồ sinh học để xử lý nớc thải của
xởng chế biến thịt cho thấy sau khi xử lý kết hợp với phơng pháp điện hoá với thời
gian lu nớc 15 ngày, hiệu quả xử lý COD là 76,2%, vi khuẩn giảm 86,8% đến
99,4%, chỉ số coliform giảm 91,2 - 99,9%.
- GS.TS. Trn Hiu Nhu v cỏc cng s (DEWAST, 2002-2004) nghiên cứu xử lý
nớc thải sinh hoạt theo mụ hỡnh phõn tỏn cho thấy: Giải pháp xử lý nớc thải theo
kiểu phân tán có rất nhiều u điểm đáp ứng đợc các yêu cầu về cải thiện môi trờng,
đơn giản, dễ vận hành thu hút đợc sự tham gia của cộng đồng, giải pháp này có thể
áp dụng cho các thị trấn, thị tứ, các vùng dân c nông thôn tập trung, các làng nghề...
I.4. Tổng quan về tình hình tái sử dụng nớc thải sản xuất
trong nông nghiệp trên thế giới và trong nớc
I.4.1. Tổng quan về sự cần thiết của việc tái sử dụng nớc thải:
khu vực Ponce, một chơng trình hợp tác giữa chính phủ Puerto Rico và Công ty các
nhà kỹ s quân đội Mỹ, vấn đề quản lý nớc thải, cung cấp nớc, chống bão lụt và
bảo vệ thế giới hoang dã là trọng tâm nghiên cứu, đặc biệt là vấn đề cung cấp nớc.
Tại 14 khu đô thị với tổng diện tích 1.900 km
2
, các vấn đề về sử dụng nớc đã xử lý
lần 2 để tới, bổ cập cho nớc dới đất, sử dụng nớc thải cho các mục đích công
nghiệp, sử dụng nớc thải để chống nhiễm mặn... đã đợc đánh giá.
ở Cộng hoà Liên bang Đức, việc sử dụng nớc tuần hoàn và sử dụng lại nớc
thải đã đợc chú ý từ lâu, nhiều dự án xử lý nớc thải để phục vụ cho tới đã đợc
thực hiện, có nơi nớc thải xử lý đạt yêu cầu chất lợng cho ăn uống, sinh hoạt.
Tại Mỹ lợng nớc ngọt sử dụng trong năm 1975 chiếm 50,9% và tới năm
2000 là 54,4% trong tổng nhu cầu nớc quốc gia, trong số đó tới 99% dùng để tới.
Vì vậy, nớc trong nông nghiệp có khả năng to lớn trong giữ gìn nguồn nớc tự nhiên
và sử dụng lại nớc thải.
Năm 1975, tại Mỹ có khoảng 0,2% tổng nhu cầu nớc đợc sử dụng từ nguồn
nớc thải (trong 0,4% tổng lợng nớc thải có thể sử dụng lại), năm 2000 lợng nớc
thải sử dụng là 1,7% (trong 4% tổng lợng nớc thải có thể sử dụng lại).
Một khối lợng lớn nớc thải đã xử lý đợc sử dụng trong tới nông nghiệp và
đất cảnh quan tại Arizon, California và Texas. Công ty Irvince ở hạ Orange,
California sử dụng nớc thải chiếm 12% nhu cầu nớc của công ty để t
ới cam,
chanh, nho, lê tàu và ơng cây, cà chua, ngô, ớt và các loại rau khác. Ngoài việc hạn
chế sử dụng nớc sạch của công ty, việc sử dụng nớc thải còn làm giảm lợng phân
bón mà công ty cần dùng. Tại Barkersfield, California, nớc thải sinh hoạt đã xử lý sơ
bộ đợc sử dụng cho tới từ năm 1912. Trong năm 1972 có 971 km
2
diện tích trồng
ngô, lúa mạch, củ cải, cỏ linh lăng, đay đợc tới theo luống bằng 45.360 m
3
Hội nghị môi trờng thế giới tại Belagio là không coi chất thải là nguồn phế thải vứt
bỏ mà phải đánh giá nó là nguồn nguyên liệu sử dụng cho các mục tiêu kinh tế khác
(hay còn đợc gọi là nguyên tắc Belagio). Trong quá trình này các đối tợng là cánh
đồng tới, cây trồng đóng vai trò vừa là đợc tiếp nhận nguồn thải để sử dụng, vừa
đóng vai trò là công trình xử lý nớc thải. Việc nghiên cứu sử dụng nớc thải để tới
đã đợc nhiều tác giả trong và ngoài nớc nghiên cứu.
I.4.2. Yêu cầu về chất lợng nớc thải tái sử dụng cho nông nghiệp
Chất lợng n
ớc thải dùng cho mục đích tới cho nông nghiệp có nhiều thông
số nh nồng độ muối, hệ số hấp thụ natri, chất bo và các kim loại nặng, ngoài ra các
hợp chất hữu cơ, nồng độ cặn, chất dinh dỡng và các vi sinh vật gây bệnh cũng là
những yếu tố cơ bản để đánh giá chất lợng nớc thải tái sử dụng. Nớc sử dụng có
thích hợp hay không còn phụ thuộc vào ảnh hởng của các vật chất có trong nớc của
cây và trong đất. Dựa trên các yếu tố này, việc quyết định tới cho mục đích này hay
khác sẽ quyết định chất lợng nớc thải phải xử lý trớc khi tái sử dụng.
Hiện không có một hớng dẫn hoặc chỉ tiêu quốc tế nào về số lợng vi sinh
vật trong nớc tới đối với một loại cây cụ thể nào. Trong nớc thải có một số lợng
rất lớn các vi sinh vật gây bệnh. Năm 1973, một nhóm các chuyên gia của tổ chức Y
tế Thế giới (WHO) đã đa ra một số chỉ tiêu đối với tổng số Coliform trong nớc thải
dùng để tới đối với tất cả các loại cây là không quá 100/100 ml. Từ năm 1973 đến
1989 các nhà nghiên cứu đã khẳng định khả năng về bệnh dịch là thấp hơn so với suy
nghĩ trớc năm 1973, nhng các chuyên gia lại lo lắng hơn về khả năng bị bệnh bại
liệt trong dân chúng do sử dụng nớc thải xử lý cha đáp ứng yêu cầu để tới. Qua
các chơng trình nghiên cứu của FAO, các hớng dẫn về chất lợng nớc thải sử
Copyright: Tài liệu đại học ©