THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI Trên b́nh 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 (km 2 ) Tổng thể tích nước (km 3 ) % tổng lượng nước Các đại dương và biển (nước mặn) 361.000.000 1.230.000.000 97.2000 Khí quyển (hơi nước) 510.000.000 12.700 0,0010 Sông, rạch 1.200 0,0001 Nước ngầm (đến độ sâu 0,8 km) 130.000.000 4.000.000 0,3100 Hồ nước ngọt 855.000 123.000 0,0090 Tảng băng và băng hà 28.200.000 28.600.000 2.1500 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 lư trước khi thải vào các nguồn nước công cộng, chúng sẽ làm ô nhiễm môi trường. V́ vậy nước thải trước khi thải vào sông, hồ (nguồn nước) cần phải được xử lư thích đáng. Mức độ xử lư phụ thuộc vào nồng độ bẩn của nước thải; khả năng pha loăng 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 lư, 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 b́nh 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 lư nước thải, trước tiên chúng ta phải biết đặc điểm, thành phần của các chất gây ô nhiễm. Các đặc điểm lư học, hóa học và sinh học của nước thải và nguồn sinh ra nó Đặc điểm Nguồn Lư 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 ṃn 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 ḍng chảy hở và hệ thống xử lư  Thực vật Các ḍng 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 ư đến trong quá tŕnh xử lư nước thải Chất gây ô nhiễm Nguyên nhân được xem là quan trọng Các chất rắn lơ lửng 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 hủy bằng con đường sinh học Bao gồm chủ yếu là carbohydrate, protein và chất béo. Thường được đo bằng chỉ tiêu BOD và COD. Nếu thải thẳng vào nguồn nước, quá tŕnh phân hủy sinh học sẽ làm suy kiệt oxy ḥa 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 lư 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 lư 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 lư sinh học Chất vô cơ ḥa tan Hạn chế việc sử dụng nước cho các mục đích nông, công nghiệp Nhiệt năng Làm giảm khả năng băo ḥa oxy trong nước và thúc đẩy sự phát triển của thủy sinh vật 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 v́ 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 lư và xử lư, mỗi nhà máy cần phải có các hệ thống xử lư 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 rănh, kênh thoát nước Từ các nguồn chảy tràn Nước thải sinh hoạt Nước thải công nghiệp Chảy tràn từ khu 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 ´ . 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,. 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. 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