10/4/2009 I Các khái niệm: niệm: Nước thải thải:: SINH THÁI HỌC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ƒ Là nước nhiễm bẩn, thải bỏ (hoặc phải cần xử lý để sử dụng lại) Nước thải vấn nạn ô nhiễm môi trường: trường: Hệ sinh thái xử lý nước thải thải:: ƒ Trong tự nhiên nước bẩn có trình tự làm (nếu có đủ thời gian phân hủy vi sinh vật sinh vật khác) ƒ Do người tạo Ö hệ sinh thái nhân tạo, chủ yếu hệ sinh thái phân hủy ƒ Nước thải vượt tiêu cho phép không qua xử lý, thải môi trường không đủ thời gian phân hủy gây ô nhiễm nhiễm ƒ Quá trình ô nhiễm nhiều mức độ khác nhau: Thay đổi sinh cảnh Thay đổi cấu sinh vật, tính đa dạng sinh học ƒ Có nguồn gốc từ sinh hoạt người, hoạt ộ g sản xuất công, g, nông g nghiệp g ệp ộ p phần nước động mưa hòa tan, lôi vật chất tầng mặt đất ƒ Các thành phần có chứa nước thải bao gồm chất hòa tan, chất rắn, vi sinh vật (có hàm lượng cao, làm sai lệch mục đích sử dụng nguồn nước ban đầu) ƒ Tạo trình (diễn thế) biến đổi thành phần nước, làm cho nước nghèo ƒ Có tham gia yếu tố vô sinh hữu sinh: Vô sinh: pH, nhiệt độ, dòng chảy, thành phần hóa học Hữu sinh: chủ yếu vi sinh vật (vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, xạ khuẩn; có tham gia động vật, thực vật Hủy diệt toàn sống môi trường II Dòng lượng qua HST công trình xử lý nước thải thải:: Dòng lượng lượng:: ƒ Từ nguồn lượng cung cấp người, bao gồm: điện, gió, dòng chảy ƒ Từ thành phần vật chất chứa nước thải, thải bao gồm: Các chất hóa học, chất rắn hữu Các bước chuyển hóa vật chất: chất: công trình xử lý nước thải thiết kế gồm giai đoạn: ƒ Tiền xử lý: Loại bỏ chất rắn kích thước lớn, loại bỏ cặn nặng, loại bỏ phần lớn dầu mỡ ƒ Xử lý sơ bộ: Bể lắng cát vớt dầu mỡ, bể điều hòa lưu lượng chất lượng, bể lắng đợt ƒ Xử lýý sinh học (xử lýý bậc ậ 2): Phân â hủy ủ thành phần hữu cơ, vô nhờ vi sinh vật sinh vật khác Các thành phần vật chất cung cấp lượng cho trình hoạt động phân hủy vi sinh vật 10/4/2009 Vật chất lượng chuyển hóa qua giai đoạn đoạn:: Mô hình bể điều hòa lưu lượng chất lượng, nằm đường vận chuyển dòng Mô hình bể điều hòa lưu lượng chủ yếu, nằm đường vận chuyển dòng Theo Trịnh Xuân Lai (2008) ƒ Xử lý sinh học: yếu tố sinh vật (vi sinh vật, thực vật, động vật) (xử lý bậc 2) gồm giai đoạn: Chuyển hóa hợp chất hữu có chứa carbon dạng keo dạng hoà tan thành thể khí thành sinh khối vi sinh vật (quá trình lên men kỵ khí hiếu khí) Tạo cặn sinh học gồm tế bào vi sinh vật chất keo vô nước thải Loại cặn sinh học khỏi nước trình lắng trọng lực ƒ Tiền xử lý – xử lý học yếu tố vật lý (điện, lực đẩy máy bơm, máy nghiền) qua song chắn, lưới chắn rác lớn lọc lại nghiền nát, lắng lọc cặn nặng (trọng lực), loại bỏ phần lớn dầu mỡ ƒ Xử lý sơ – xử lý hóa học yếu tố vật lý, hóa học (dòng chảy xoáy, có thổi khí) bể lắng cát loại bỏ cặn thô (cát sỏi, mãnh thủy tinh, kim loại) vớt dầu mỡ Dùng than hoạt tính, clor, ozon khử màu mùi, lọc trao đổi ion khử kim loại nặng Giai đoạn bể điều hòa lưu lượng (thiết bị khuấy trộn) chất lượng (điều chỉnh pH, N, P) (pH = 6,6 – 7,6; BOD:N:P = 100:5:1) ”Các tiêu quan trọng nước thải: BOD (Biochemical Oxygen Demand) (mg/l): nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) (cao có hại cho sinh vật) COD (Chemical Oxygen Demand) (mg/l): nhu cầu oxy hóa học (cao có hại cho sinh vật) DO (Dissolved Oxygen) (ppm): oxy hòa tan (8 10ppm SS (Suspended Solids): chất rắn lơ lửng Độ đục Màu sắc Mùi ƒ Sau xử lý sinh học (xử lý sinh học bậc cao): Vật chất nước thải lên men vi sinh vật dần giảm nồng độ Do cạn kiệt dần dưỡng chất môi trường, vi sinh vật chuyển sang sử dụng dưỡng chất tích lũy tế bào (hô hấp nội bào) Sinh khối vii sinh vật ật dần giảm, giảm hoạt chất từ tế bào chết cung cấp cho tế bào lại Nước thải chứa hợp chất hữu carbon, nitơ, phospho nồng độ cao sau xử lý sinh học giảm: 98% BOD; 30-40% N; 30% P Lượng N, P lại tiếp tục khử pp hóa học sinh học (VSV hiếu khí, thực vật) ƒ Xả nước thải vào nguồn tiếp nhận: Xả nước thải vào nguồn tiếp nhận phải thoả mãn điều kiện: Ö Giảm tối thiểu ảnh hưởng độc hại nước thải, virus, vi khuẩn gây truyền bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Ö Loại bỏ hoàn toàn giảm tối đa tác động xấu nặng, ặ g, chất hữu khó nước thải ((kim loại phân hủy) đến chất lượng nước nguồn tiếp nhận Ö Có cách xả nước thải:  Vào cánh đồng tưới (khối lượng NT nhỏ)  Vào hố đào, giếng thấm (khối lượng NT nhỏ)  Sông, suối, hồ, ao (pha loãng, tận dụng làm tự nhiên) 10/4/2009 Bảng giá trị nước thải công nghiệp Thông số Nhiệt độ pH BOD5 (20oC) COD Chất rắn lơ lửng Coliform Chì Asen Thủy ngân Phospho hữu Phospho tổng số Tổng Nitơ Ammoniac (N) Đơn vị oC Giá trị giới hạn A B C III Các bậc dinh dưỡng công trình làm nhân tạo tạo:: 40 40 45 6–9 5.5 – 5–9 Đặc điểm: điểm: mg/l 20 50 100 mg/l 50 100 400 ƒ Hệ sinh thái nhân tạo, HST phân hủy mg/l 50 100 200 MPN/100 ml 000 5.000 10 000 10.000 - mg/l 0,1 0,5 mg/l 0,05 0,1 0,5 mg/l 0,005 0,005 0,01 mg/l 0,2 0,5 mg/l mg/l 30 60 60 mg/l 0,1 10 ƒ Thành phần sinh vật nghèo nàn, VSV ƒ Không Khô có ó ranh h giới iới rõ õ ràng iữ sinh i h vật ật sản ả xuất ất sinh vật tiêu thụ ƒ Thực vật (SV sản suất) sinh vật tiêu thụ giai đoạn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 – 1995 Các bậc dinh dưỡng bản: bản: bể xử lý sinh học, vi khuẩn có vai trò quan trọng, chúng chịu trách nhiệm phân hủy thành phần hữu nước thải Bao gồm dạng: ƒ loại VSV thực phản ứng nitrit hóa, nitrat hóa: Nitrosomonas, Nitrobacter Các vi khuẩn hoạt động phân giải NH4+ thành NO3- để tạo vỏ tế bào n Hệ VSV lên men hiếu khí, hiếu khí không bắt ƒ VSV khử phospho buộc: ƒ Trong bể bùn hoạt tính (Aerotank) thuộc giống: Pseudomonas, Zooglea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium Các vi khuẩn hoạt động phân giải chất hữu để tạo chất sống cho thân tăng trưởng o Hệ VSV lên men kỵ khí: ƒ ƒ VSV phân hủy chất hữu điều kiện oxy (trong túi ủ, đáy sâu), bao gồm hàng trăm phản ứng hợp chất trung gian Chia làm giai đoạn: phân hủy chất hữu cơ, tạo axid, tạo methane VSV phân giải chất hữu ƒ Phương trình phân giải đơn giản: Chất hữu Ö CH4 + CO2 + NH3 + H2S ƒ Hỗn hợp khí sinh gọi khí biogas, có thành phần: Methane (55,65%), CO2 (35,45%), Nitơ (0,3%), H2 (0,1%), H2S (0,1%) nhóm VSV tham gia: VSV tạo acid bao gồm loài: Clostridium spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp., Corynbacterium spp., Lacto- bacillus, Actynomyces, Staphylococcus, Escherichia coli coli methane hình que (Methanobacterium, Methanobacillus), hình cầu (Methanococcus, Methanosarcina) VSV 10/4/2009 p Một số nguyên sinh động vật động vật nhỏ: q Thực vật thủy sinh (TVTS): ƒ Nguyên sinh động vật bao gồm: nhóm trùng tơ (Paramoecium sp., Vorticella sp.), trùng biến hình (Amoeba ) thức ăn nhóm vi khuẩn Ö sinh vật thị ƒ Các loại tảo đơn bào, tảo sợi đa bào thuộc nhóm tảo lục (Chlorophyta), tảo lam (Cyanophyta) ƒ Các loại virus ký sinh tế bào vi khuẩn (virus viêm gan, gan bại liệt, liệt gây bệnh đường ruột) ruột) Khó tiệt trùng clor ƒ Luân trùng (Rotifera), ăn vi khuẩn ƒ Giun đốt (Annelida) chủ yếu giun (Tubifex), ăn chất hữu vi khuẩn ƒ TVTS chìm: Rong đuôi chó, Thủy thảo (Hydrilla); Chân thủy (Blyxa); Cỏ đuôi chó, vạn diệp (Myriophyllum) ƒ TVTS trôi ô nỗi: ỗ Lục bình ì (Echhornia); Bèo è ấ (Wolfia); Bèo tai tượng (Pistia); Bèo hoa dâu (Salvinia) ƒ TSTV nỗi: Thủy hương (Typha); Hến (Scirpus); Sậy (Phragmites) Sống môi trường nước ngập HẾT BÀI SINH THÁI HỌC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI ... vật (quá trình lên men kỵ khí hiếu khí) Tạo cặn sinh học gồm tế bào vi sinh vật chất keo vô nước thải Loại cặn sinh học khỏi nước trình lắng trọng lực ƒ Tiền xử lý – xử lý học yếu tố vật lý (điện,... lửng Độ đục Màu sắc Mùi ƒ Sau xử lý sinh học (xử lý sinh học bậc cao): Vật chất nước thải lên men vi sinh vật dần giảm nồng độ Do cạn kiệt dần dưỡng chất môi trường, vi sinh vật chuyển sang sử dụng... Thủy hương (Typha); Hến (Scirpus); Sậy (Phragmites) Sống môi trường nước ngập HẾT BÀI SINH THÁI HỌC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI