Một Số Phương Pháp Xử Lý Nước Ô Nhiễm

.................................... ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ LỜI CẢM TẠ -----W›X----- Đề tài này được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô Khoa Sư Phạm, Trường Đại Học An Giang và các cô chú, anh chị ở Sở Tài Nguyên Và Môi Trường. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với: _ Thầy hướng dẫn : Thạc sĩ NGUYỄN VĂN THẠT đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đề tài. _ Ban Giám Hiệu Trường Đại Học An Giang, Ban Chủ Nhiệm Khoa Sư Phạm đã tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ em thực hiện đề tài. _ Các cô chú, anh chị ở Sở Tài Nguyên Và Môi Trường đã cung cấp cho em những số liệu cần thiết để bổ sung vào đề tài. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô Khoa Sư Phạm, bộ môn Hóa đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu làm cơ sở cho em thực hiện đề tài này. LỜI NÓI ĐẦU -----YœZ----- Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người. Trong những năm gần đây,cùng với sự phát triển của nền công ghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời. Ngày nay vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư. Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhằm mục đích góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, em chọn đề tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XƯ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM “. Trong đề tài này, em trình bày một cách cô đọng về thực trạng ô nhiễm nguồn nước và một số phương pháp xử lý nước hiện nay thông qua các tài liệu có liên quan mà em có điều kiện tham khảo được. Với sự cố gắng thực sự khi nghiên cứu một vấn đề khoa học nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót, em rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp của quý thầy cô và các bạn. Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào MỤC LỤC Mục lục ..........................................................................................................7 Phần I: ...........................................................................................................10 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................11 2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................11 3. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................11 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................11 5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................11 Phần II: Tổng quan ..................................................................................12 Giới thiệu thông số đánh giá sự ô nhiễm nước .....................................13 A. Tình hình ô nhiễm và các vấn đề môi trường trên thế giới và ở Việt Nam ..............................................................................15 I. Tình trạng môi trường thế giới ..................................................................15 II. Tình trạng môi trường Việt Nam...............................................................19 B. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và ở Việt Nam..................21 I. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới.......................................................21 II. Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam.......................................................21 II.1. Tình hình chung..................................................................................21 II.2. Ở đồng bằng Sông Cửu Long ............................................................22 II.3. Ở An Giang.........................................................................................23 C. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó..................................25 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 7 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào I. Phân loại ...................................................................................................25 II. Tính chất ..................................................................................................26 Phần III: Các phương pháp xử lý nước ô nhiễm ......................31 I. Các phương pháp sinh học..................................................................32 I.1. Các phương pháp hiếu khí.....................................................................33 I.2. Các phương pháp thiếu khí....................................................................35 I.3. Các phương pháp kỵ khí ........................................................................35 II. Các phương pháp hóa lý .....................................................................36 II.1. Lọc qua song chắn rác ..........................................................................36 II.2. Lắng tụ ..................................................................................................37 II.3. Lọc.........................................................................................................38 II.4. Đông tụ và keo tụ ..................................................................................39 II.5. Tuyển nổi...............................................................................................41 II.6. Hấp phụ.................................................................................................45 II.7. Trao đổi ion ...........................................................................................46 II.8 Thẩm thấu ngược...................................................................................47 II.9. Siêu lọc..................................................................................................48 II.10. Thẩm tách và điện thẩm tách ..............................................................49 II.11. Các phương pháp điện hóa.................................................................49 III. Các phương pháp hóa học ................................................................52 III.1. Phương pháp trung hòa .......................................................................52 III.2. Phương pháp oxy hóa và khử ..............................................................54 III.3. Loại kim loại nặng ................................................................................57 IV. Các phương pháp hóa sinh...............................................................62 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 8 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào IV.1. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên..............................................63 IV.2. Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo .............................................64 #.Các công trình xử lý phụ khác ....................................................................66 I. Khử trùng nước thải ..................................................................................66 I.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý....................................................66 I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học ...............................................67 II. Khử mùi và vị ...........................................................................................68 III. Loại chất phóng xạ ..................................................................................68 Phần IV. Kết luận......................................................................................70 Tài liệu tham khảo .............................................................................................74 Phụ lục...............................................................................................................76 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 9 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 10 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào I. Lý do chọn đề tài: Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng đang là một thực trạng đáng lo ngại. Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân của mỗi cộng đồng dân cư, nước ta cũng không ngoại lệ. Nhằm góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, em đã chọn đề tài này. II. Mục đích nghiên cứu: _ Nhằm phát huy tính tích cực học tập của sinh viên. _ Tập cho sinh viên bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học. _ Viết phần tổng quan lí thuyết về thực trạng ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước và các phương pháp làm sạch nước. III. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm nguồn nước nói riêng và các phương pháp xử lý nước. IV. Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm và đọc những tài liệu có liên quan đến đề tài, sau đó tổng hợp và trình bày một cách cô đọng, tương đối đầy đủ về thực trạng ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước và các phương pháp xử lý nước hiện nay. V. Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng các phương pháp nghiên cứu lý thuyết như: phân tích, tổng hợp lý thuyết, phân loại, hệ thống hoá lý thuyết,... Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 11 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN II: TỔNG QUAN Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 12 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào GIỚI THIỆU THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI: • Giá trị pH của nước. • Hàm lượng chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (Suspended Solid – SS): là phần chất rắn không tan bị giữ lại trên giấy lọc tiêu chuẩn. Đơn vị đo: mg/l. • Màu: thường được xác định bằng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban. Đơn vị: Pt – Co. • Tổng cacbon hữu cơ (Total Organic Carbon – TOC): là chỉ số phản ánh lượng cacbon hữu cơ tổng cộng có trong một mẫu vật, được tính bằng tỉ lệ giữa khối lượng cacbon so với khối lượng hợp chất hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy tổng cộng (Total Oxygen Demand – TOD): là chỉ số phản ánh lượng oxy tổng cộng cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand – BOD) là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu có trong mẫu nước nhờ hoạt động sống của vi sinh vật. BOD thể hiện được lượng chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong nước mẫu. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand – COD): là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất có nhu cầu về oxy trong nứơc mẫu. Giá trị COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng tác nhân hoá học và luôn cao hơn giá trị BOD. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng các kim loại và kim loại nặng: asen, cadimi, chì, niken, crom, sắt, kẽm, mângn, thuỷ ngân, thiếc,... Đon vị: mg/l. • Hàm lượng dầu mỡ khoáng, dầu động thực vật. Đon vị: mg/l. • Photpho tổng số, photpho hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Tổng nitơ, amoniac theo nitơ. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng florua, clorua, sunfua. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng phenol, xianua. Đơn vị: mg/l. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 13 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào • Coliform: là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước. Đơn vị: MPN/100ml. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 14 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào A. Tình hình ô nhiễm và các vấn đề môi trường trên thế giới và ở Việt Nam: I. Tình trạng môi trường thế giới: Vài thập niên gần đây, khủng hoảng môi trường trầm trọng hơn. Sự phá hoại sinh thái gia tăng, hố ngăn cách giàu nghèo càng rộng thêm và trẻ em trở thành những nạn nhân đầu tiên của sự quản lí kém cỏi về môi trường. Theo một báo cáo quan trọng hàng đầu của Liên Hiệp Quốc về môi trường ( UNEP ), sự ô nhiễm không khí và nước biên giới tiếp tục gia tăng, theo đó sự phá rừng mở rộng diện tích sa mạc, sự giảm sức sản xuất nông nghiệp, tỉ lệ gia tăng dân số quá nhanh trong lịch sử nhân loại. Sự tàn phá đó đã dẫn đến tầm vóc hành tinh và bao gồm sự giảm tầng ozone, sự thay đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu, sự gia tăng chất thải độc hại và sự tuyệt chủng của hàng loạt sinh vật. Báo cáo của GEO-3 ( Báo cáo Viễn cảnh Môi trường Toàn cầu ) về tình trạng môi trường 1972-2002 có những kết luận sau: • Đất: Động lực chính tạo ra các áp lực đối với tài nguyên đất chính là sự gia tăng dân số toàn cầu. So với năm 1972, thế giới hiện nay có thêm khoảng 2,2 tỷ miệng ăn. Tại khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, diện tích đất được canh tác đã tăng từ dưới 125 triệu ha năm 1972 lên tới hơn 175 triệu ha . Tưới tiêu quá nhiều hay quản lý kém đều có thể dẫn tới suy thoái đất do các tác động của mặn hóa. Hơn 10% - tương đương 25-30 triệu ha đất được tưới tiêu trên thế giới được xếp là đất bị thoái hóa nghiêm trọng . Xói mòn là nhân tố chính của quá trình thoái hóa đất. Khoảng 2 tỷ ha đất trên thế giới, lớn hơn cả nước Mỹ và Mexico cộng lại, được xem là thoái hóa do các hoạt động của con người . Một phần sáu diện tích đất này, khoảng 305 triệu ha được xếp là loại đất thoái hóa mạnh hoặc cực kỳ nghiêm trọng. Đất bị thoái hóa nghiêm trọng càng trở nên tồi tệ hơn do không thể khôi phục lại . Các dạng thoái hóa chính là xói mòn do nước (56%); xói mòn do gió (28%); thoái hóa hóa học (12%) và những tổn hại về mặt vật lý hoặc kết cấu (4%). Chăn thả quá mức cũng là nguyên nhân gây thoái hóa (35%); phá rừng (30% ); nông nghiệp (27%); hủy hoại thảm thực vật (7%) và các hoạt động công nghiệp (1%). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 15 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Điểm nổi bật trong 30 năm qua chính là sự phát triển của đô thị , diễn ra hầu hết ở các gia đình khu vực Đông Nam Á và các đảo Thái Bình Dương. • Nước sạch: Khoảng một nửa các sông trên thế giới bị cạn kiệt nghiêm trọng và bị ô nhiễm. 60% trong số 227 con sông lớn nhất thế giới bị chia cắt ở mức cao và trung bình do xây dựng các đập và các công trình kỹ thuật khác. Các lợi ích gồm tăng sản lượng lương thực và thủy điện. Song các thiệt hại không thể khôi phục lại xảy ra đối với các vùng đất ngập nước và các hệ sinh thái khác. Từ những năm thập kỷ 50, đã có 40-80 triệu người đã phải di dời. Một phần ba dân số thế giới – tương đương 2 tỷ người phụ thuộc vào các nguồn cung cấp nước ngầm. Ở một số nước như các vùng của Ấn Độ, Trung Quốc, Tây Á, gồm Bán đảo Arabia, Liên Xô cũ và phía Tây nước Mỹ, các mực nước ngầm hạ xuống là kết quả của sự khai thác quá mức nguồn nước này. Bơm hút quá mức có thể dẫn đến sự xâm nhập mặn ở các vùng ven biển. Ví dụ, nhiễm mặn đã lấn sâu vào đất liền hơn 10 km ở Madras - Ấn Độ - trong những năm gần đây. Gần 80 nước, chiếm tới 40% dân số thế giới đang trong tình trạng thiếu nước nghiêm trọng kể từ giữa thập kỷ 90. Có khoảng 1,1 tỷ người không có nước sạch an toàn và 2,4 tỷ người được hưởng các điều kiện vệ sinh đã được cải thiện, chủ yếu ở Châu Phi và Châu Á. Tuy nhiên, tỷ lệ người dân có được các nguồn cấp nước đã được cải thiện mới chỉ tăng từ 4,1 tỷ người , chiếm 79% dân số thế giới (năm 1990) đến 4,9 tỷ người, chiếm 82% dân số thế giới (năm 2000). Thiệt hại do các bệnh liên quan đến nước lại thật sự tăng nhanh. Hai tỷ người chịu rủi ro vì bệnh sốt rét, trong đó 100 triệu người có thể bị ảnh hưởng bất cứ lúc nào và hàng năm số người tử vong vì căn bệnh này là 2 triệu người. Ngoài ra, có khoảng 4 tỷ trường hợp khác bị mắc bệnh tiêu chảy và số tử vong hàng năm là 2,2 triệu người. Các bệnh lây nhiễm đường ruột do giun làm khổ sở 10% dân số ở các nước đang phát triển. Có tới 6 triệu người bị mù do bệnh đau mắt hột. Khoảng 200 triệu người khác bị ảnh hưởng do bệnh sán máng là nguyên nhân gây bệnh giun trong máu ở người. • Rừng và đa dạng sinh học: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 16 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tổ chức nông lương thế giới (FAO) ước tính rừng che phủ một phần ba bề mặt Trái đất-3866 triệu ha giảm 2,4% kể từ năm 1990.Các mức giảm nhiều nhất là ở Châu Phi, nơi có 5,6 triệu ha hay 0,7% độ che phủ rừng đã bị mất trong các thập kỷ qua. Sản lượng gỗ toàn cầu đạt tới 3335 triệu m3, một nửa trong số này được dùng làm nhiên liệu, nhất là ở các nước đang phát triển. Các phương pháp khai thác gỗ thương mại thường mang tính phá hủy, ví dụ ở Tây Phi, 2m3 gỗ cây bị phá hủy để tạo ra 1m3 gỗ xẻ. Cuối năm 2000, 2% diện tích đã được cấp chứng nhận quản lý rừng bền vững theo các chuơng trình của Hội đồng Quản lý rừng. Hầu hết các diện tích rừng này ở Canađa, Phần Lan, Đức, Na Uy, Ba Lan, Thụy Điển và Mỹ. Các khu rừng ngập mặn, vùng lãnh hải, các bãi ương nuôi và cư trú của cá, các vùng trú đông của các loài chim di cư đang bị đe dọa bởi các tác động như khai thác quá mức gỗ và nhiên liệu, phát triển du lịch và phát triển ven bờ. Gần 50% việc phá hủy rừng ngập mặn hiện nay là do chặt phá rừng để phát triển các diện tích nuôi tôm. Suy giảm và chia cắt các nơi cư trú như rừng, đất ngập nuớc, các bãi lầy rừng ngập mặn đã làm tăng thêm các áp lực đối với đời sống hoang dã trên thế giới. 12% hay 1183 loài chim và gần ¼ hay 130 các loài động vật có vú hiện đang bị đe dọa ở qui mô toàn cầu. Trong các năm gần đây cùng với sự biến đổi khí hậu, sự xâm lấn của các loài ngoại lai từ một khu vực thế giới tràn sang các khu vực khác làm nảy sinh mối đe dọa đáng chú ý. Các loài ngoại lai thường không có các loài thiên địch tự nhiên ở các nơi cư trú mới và như vậy có thể chiếm lấy nguồn thức ăn và vùng sinh sản của các loài bản địa. Ước tính từ 1939, có 497 loài ngoại lai sống trong môi trường nước ngọt và môi trường biển đã xâm nhập vào môi trường thủy sản. Từ 1980-1998, số loài này ước tính tăng lên 2.214 loài. Tổng diện tích các khu bảo tồn, như vườn quốc gia đã tăng lên 2,78 triệu km2 từ 1970 đến 12,18 triệu ha vào năm 2000. Số lượng các khu vực bảo tồn tăng từ 3.392 đến 11.496 địa điểm trong cùng thời kỳ. Một cuộc khảo sát 93 khu bảo tồn cho thấy hầu hết các khu này đã rất thành công trong việc ngăn chặn khai hoang đất và không mở rộng phạm vi các vấn đề như khai thác gỗ, săn bắt, cháy rừng và chăn thả gia súc. Qui định ngừng săn bắt cá voi thương mại áp dụng từ giữa thập niên 1980 dường như đã mang lại thành công đáng kể. • Vùng duyên hải và biển: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 17 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Vào 1994, ước tính 37% dân số toàn cầu sẽ sống trong phạm vi 60 km gần bờ biển, nhiều hơn số dân trên hành tinh này năm 1950. Trên toàn cầu, nước cống rãnh là nguồn gây nhiễm bẩn, do khối lượng các dòng thải lớn nhất ở các nước đang phát triển tăng lên và là hậu quả của quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, tăng dân số và thiếu qui hoạch, cũng như ít đầu tư vào hệ thống thoát nước và các trạm xử lý nước thải. Chương trình hành động toàn cầu của UNEP bảo vệ môi trường biển trước các hoạt động từ đất liền đã được khởi xướng năm 1995 và được tiếp tục thúc đẩy vào năm 2001. Giảm thiểu các dòng thải không được xử lý là một mục tiêu quan trọng . Tác động của kinh tế toàn cầu đối với ô nhiễm biển về mặt bệnh tật và sức khỏe con người đã tiêu tốn gần 13 tỷ đô la. Nước cống rãnh cùng với các dòng thải có chứa phân bón trong đất, phát thải từ ô tô và các động cơ khác đã làm giàu thêm nguồn dinh dưỡng nitơ ở các biển và đại dương. Từ 1991-1992, nông dân nuôi cá ở Hàn Quốc đã bị thiệt hại 133 triệu đô do sự bùng nổ của các loài tảo độc, hay còn gọi là thủy triều đỏ xuất hiện do môi trường quá giàu chất dinh dưỡng. Sử dụng phân bón ngày càng tăng ở các nước đang phát triển, còn ở các nước phát triển đã ổn định hơn. Các mối đe dọa khác đối với đại dương gồm biến đổi khí hậu, tràn dầu và các dòng thải có chứa các kim loại nặng, các chất ô nhiễm hữu cơ tồn lưu (POPs) và rác. Sự bồi lắng là hậu quả của các phát triển ven bờ, nông nghiệp và phá rừng đã trở thành các mối đe dọa lớn trên toàn cầu đối với các rạn san hô, đặc biệt ở Caribê, Ấn Độ Dương, Nam và Đông Nam Á. Ô nhiễm biển là mục tiêu chính của Chương trình biển Khu Vực UNEP, trong đó có sự ký kết hiệp định biển khu vực Đông Bắc Thái Bình Dương vào tháng 3/2002, là nơi bao phủ phần lớn môi trường biển của hành tinh. Các nước đã cùng nhau thông qua Hiệp ước Stockholm về 12 chất ô nhiễm hữu cơ tồn lưu vào đầu năm 2001. Gần một phần ba trữ lượng cá thế giới đang ở ngưỡng cửa cạn kiệt, do bị đánh bắt quá mức bởi được nhận sự trợ cấp khoảng 20 tỷ đô la mỗi năm. • Khí quyển: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 18 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Suy giảm tầng ozone, có tác dụng bảo vệ sự sống trước tia cực tím, đã đạt tới mức kỷ lục. Vào tháng 9/2000, lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực đã mở rộng hơn 28 triệu km2. Nghị định thư Montreal được thông qua năm 1987. Sản lượng chloroflurocarbons (CFCs), chất chính phá hủy tầng ozone, đạt đỉnh điểm vào năm 1988 và hiện nay được duy trì ở mức rất thấp. Hơn 1,1 tỷ đô la dành cho 114 nước đang phát triển dùng để loại bỏ các chất làm suy giảm tầng ozone. Vào năm 2000, tổng mức tiêu thụ các hóa chất này đã làm giảm 85%. Tầng ozone hy vọng sẽ phục hồi bằng các mức trước những năm 80 vào giữa thế kỷ 21. Các nồng độ cacbon dioxide ( CO2 ), khí chính gây nóng lên toàn cầu hiện duy trì ở mức cao hơn 30% so với 1750. Nồng độ các khí nhà kính khác như metan và halocacbon cũng tăng lên. Châu Á và Thái Bình Dương phát thải 2.167 triệu tấn CO2 vào năm 1998, tiếp theo là châu Âu: 1677 triệu tấn, Bắc Mỹ : 1614 triệu tấn, Mỹ Latin và Caribê: 365 triệu tấn, châu Phi: 223 triệu tấn, Tây Á: 187 triệu tấn. Năm 1997, các nước công nghiệp đã thông qua nghị định thư Kyoto, đòi hỏi các nước này phải giảm thiểu khí nhà kính thấp hơn 5% so với các mức năm 90 trong thời gian từ 2008-2012. Nghị định thư đồng thời kêu gọi các cơ chế linh hoạt cho phép các nước được bù lại các mức phát thải của mình bằng các hành động ở nước ngoài. Ví dụ, Cơ chế Phát Triển Sạch cho phép các nước trồng cây xanh và có các chương trình năng lượng xanh dự phòng ở các nước đang phát triển. Hội đồng Liên Chính phủ về Thay Đổi Khí Hậu ước tính các chi phí dành cho việc thực hiện Nghị định thư Kyoto ở các nước công nghiệp sẽ chiếm 1-2% GDP mỗi nước ( trang 34-36, [24]). II. Tình trạng môi trường Việt Nam: • Hiện trạng môi trường đô thị, công nghiệp: Năm 1990, Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc Trung ương, 20 thành phố trực thuộc tỉnh, 62 thị xã và 563 thị trấn. Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người ( chiếm tỷ lệ 20% ), năm 1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45%. Sự phát triển các đô thị cùng với việc gia tăng tỷ lệ dân số đô thị gây áp lực rất lớn đến môi trường đô thị. Bên cạnh sự phát triển mạnh ngành công nghiệp một mặt góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế nhưng lại gây ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 19 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các loại ô nhiễm thường thấy tại các đô thị Việt Nam là ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi, ô nhiễm các khí sunfua, cacbonic, nitrit, ô nhiễm chì (Pb), chất thải rắn ( trong sinh hoạt, bệnh viện ). Giáo sư Lâm Minh Triết ( Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh ) trong buổi hội thảo “ Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ở Việt Nam “ đã nhấn mạnh nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mặt thường rất cao như là chất rắn lơ lửng, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, nitơrit, nitơrat…gấp từ 2-5 lần, thậm chí tới 10-20 lần trị số tiêu chuẩn đối với nguồn nước mặt loại B, chỉ số E Coli vượt tiêu chuẩn cho phép hàng trăm lần. Ngoài các chất ô nhiễm hữu cơ trên, môi trường nước mặt đô thị ở một số nơi còn bị ô nhiễm kim loại nặng và chất độc hại như chì, thủy ngân, asen, clo, phenol,… Ở hầu hết các đô thị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm ở mức trầm trọng. Các nơi bị ô nhiễm nặng nhất là khu dân cư gần nhà máy xi măng Hải Phòng, nhà máy Vicasa Biên Hòa, khu công nghiệp Tân Bình, nhà máy tuyển than Hòn Gai,…Ở một số khu dân cư gần các khu công nghiệp nồng độ khí sunfua vượt chỉ số tiêu chuẩn cho phép nhiều lần ( khu dân cư gần nhà máy xi măng Hải Phòng nồng độ khí sunfua trung bình ngày là 0,407 mg/m3 gấp 1,4 lần tiêu chuẩn cho phép, cụm công nghiệp Tân Bình nồng độ khí sunfua trung bình ngày là 0,338 mg/m3 gấp 1,1 lần tiêu chuẩn cho phép ). “Tính lượng trung bình chất thải rắn sinh hoạt thải ra ở các thành phố lớn ( Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh ) từ 0,6-0,8 kg/người/ngày, chất thải rắn trong bệnh viện ( cơ sở y tế ) được thải ra ước tính từ 50-70 tấn/ngày. Chất thải rắn này ảnh hưởng rất lớn đến môi trường đô thị…”-GS. Lâm Minh Triết nói. Hiện nay khả năng thu gom chất thải rắn còn rất thấp so với yêu cầu đặt ra. Tại nhiều xã tỷ lệ thu gom chất thải rắn trung bình chỉ đạt 20-40%. Biện pháp thu gom chất thải rắn hiện nay là chôn lấp ( nhưng chưa có bãi chôn lấp nào đạt tiêu chuẩn kỹ thuật vệ sinh môi trường ). Theo thống kê, Việt Nam đã có trên 800 cơ sở sản xuất công nghiệp với ._.gần 70 khu chế xuất – khu công nghiệp tập trung. Đóng góp của công nghiệp vào GDP là rất lớn; tuy nhiên chúng ta phải chịu nhiều thiệt hại về môi trường do lĩnh vực công nghiệp gây ra. Hiện nay, khoảng 90% cơ sở sản xuất công nghiệp và phần lớn các khu công nghiệp chưa có trạm xử lý nước thải. Các ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường, nặng nhất là công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, công nghiệp khai thác khoáng sản ( diễn đàn doanh nghiệp, số 50, ngày 20/6/2003, trang 13 ). • Hiện trạng môi trường nước ở nông thôn: Ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp cũng rất nghiêm trọng. Gần 76% số dân nước ta đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý, thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Nhiều nơi do nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật, đã gây ra nhiều Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 20 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào tác động tiêu cực tới môi trường nước. Lượng nước thải của các xí nghiệp chế biến thủy sản đông lạnh cũng rất lớn, từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn m3/năm. Môi trường nước ở nông thôn cũng đang bị ô nhiễm do việc sử dụng không đúng quy cách và không hợp lý các hóa chất nông nghiệp; thiếu các phương tiện vệ sinh và cơ sở hạ tầng phục vụ sinh hoạt nên số hộ ở nông thôn được dùng nước hợp vệ sinh mới chỉ đạt 30-40%, và chỉ có 28-30% số hộ có công trình vệ sinh đạt tiêu chuẩn ( trang 14, [23]). B.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và Việt Nam: I.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới: Trong thập niên 60 của thế kỷ 20, ô nhiễm nước đang với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra: _ Ở Anh Quốc chẳng hạn: Đầu thế kỷ 19, nước sông Thames rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp xử lý và bảo vệ nghiêm ngặt. _ Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. _ Ở Hoa Kỳ, tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Đại Hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng ( trang 111, [2]). II.Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam: II.1. Tình hình chung: _ Nước ta có một nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với mức độ nghiêm trọng khác nhau. _ Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất, dùng nước tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng Sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học ngày càng góp phần làm ô nhiễm môi trường nông thôn ( trang 111, [2]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 21 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục km. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn m3 nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống sông Hồng làm cho nước bị ô nhiễm đáng kể ( trang 112, [2]). Tại thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm cũng đang ở mức báo động do nước thải sinh hoạt, nước thải của các ngành công nghiệp không qua xử lý hoặc xử lý rất sơ sài đang thải thẳng vào môi trường. Tuần báo An Ninh Thế Giới ra ngày 20-05-04, có phóng sự “ sông Đồng Nai đang bị khai tử ”của tác giả Thuận Thiên đã phản ánh: “mỗi ngày tại sông Đồng Nai có khoảng trên dưới một triệu m3 nước thải sinh hoạt và công nghiệp, mọi chất thải của thành phố Biên Hòa và 15 khu chế xuất, khu công nghiệp đều đổ về sông Đồng Nai. Môi trường sống trong nguồn nước và sức khỏe của trên dưới 15 triệu người dân thành phố Biên Hòa và thành phố Hồ Chí Minh đang hằng ngày phải đối mặt với hiểm họa khôn lường ”, cuối bài tác giả tự hỏi: “đến khi nào con sông Đồng Nai bị ô nhiễm tới mức không thể tự làm sạch được nữa”. Với lượng chất thải khá lớn từ các nhà máy, xí nghiệp, nước thải công nghiệp chiếm một lượng lớn trong tổng lượng nước thải hàng ngày ở thành phố Hồ Chí Minh, hơn nữa mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp cao hơn rất nhiều so với nước thải sinh hoạt do chứa nhiều hóa chất độc hại và khó phân hủy ( trang 89, [3]). Do kinh phí còn hạn hẹp, điều kiện chưa cho phép nên hầu hết nước thải của các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lý mà thải thẳng ra hệ thống kênh rạch, sông ngòi gây ô nhiễm trầm trọng cho các nguồn này (trang 89, [3]). Nước dùng sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị nước ta ( trang 112, [2]). Bên cạnh đó, nước ngầm cũng bị ô nhiễm do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm phèn, nhiễm mặn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung,…( trang 112, [2]). II.2. Ở đồng bằng sông Cửu Long: Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 16 triệu dân, là vùng kinh tế trọng điểm nông nghiệp lớn nhất nước, có sông Cửu Long là nơi cung cấp nước sản xuất sinh hoạt chính cho vùng. Nhưng do tập quán canh tác, ăn ở đi lại trên sông nước, nhất là những năm gần đây công nghiệp các tỉnh phát triển, canh tác nông nghiệp dùng phân bón, thuốc trừ sâu ngày càng nhiều nên làm Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 22 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào ảnh hưởng nhất định đến môi trường nước mặt cũng như tầng ngầm. Từ đó, ảnh hưởng đến tài nguyên nước, ảnh hưởng đến nước sản xuất , sinh hoạt của nhân dân, nhất là trong mùa lũ, mùa khô ở các vùng sâu, vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long. Hiện nay, ở đồng bằng sông Cửu Long có 40-50% dân nông thôn có nước sạch sinh hoạt. Cấp nước sạch theo đường ống còn thấp, các trạm cấp nước với quy mô nhỏ và vừa ( từ 500-2000 m3/ngày đêm ) chủ yếu xây dựng ở thị trấn, thị tứ trung tâm huyện lỵ. Còn các trung tâm xã ấp mới xây dựng trạm cấp nước với quy mô nhỏ ( 100-300 m3/ngày đêm ). Từ đó, nước sạch cho dân vùng nông thôn và vệ sinh môi trường nông thôn đồng bằng sông Cửu Long hết sức bức xúc. II.3. Ở An Giang: + Nước mặt khu vực đô thị ( thành phố, thị xã, thị trấn ): Các chỉ tiêu ô nhiễm nổi bật ở khu đô thị năm 2001 bao gồm các chỉ tiêu: chất rắn lơ lửng và mật số vi sinh tổng coliforms. Nồng độ chất hữu cơ BOD5 trung bình 4 mg/l, xấp xỉ Tiêu Chuẩn Môi Trường, ô nhiễm nhẹ hơn năm 2000, SS trung bình 80 mg/l cao gấp 4 lần TCMT, amoniac trung bình 0,2 mg/l cao gấp 4 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường và mật số vi sinh tổng coliforms trung bình 40x103 MPN/100ml, cao gấp 8 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường . Các chỉ tiêu khác nằm trong giới hạn môi trường Việt Nam. So sánh khu vực đô thị và nông thôn trong năm 2001 chất lượng nước khu vực nông thôn ô nhiễm về chất hữu cơ cao hơn khu vực đô thị; các chỉ tiêu khác: sắt tổng cộng, chất rắn lơ lửng, amoniac mức độ ô nhiễm ở 2 khu vực trên tương đương nhau. + Một số nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm nước mặt: Chất lượng nước mặt năm 2001 có mức độ tương đương với năm 2000. Độ pH có tính kiềm yếu trong đoạn mùa khô, nguyên nhân có thể là trong thời gian qua nhiều kênh rạch đã tiếp tục được nạo vét, nước rửa phèn từ đất theo các kênh rạch đổ ra sông, làm độ pH nước sông rạch giảm. Vào mùa mưa, nước bị ô nhiễm về các chỉ tiêu lý hóa như: chất hữu cơ, sắt tổng cộng cao hơn mùa khô. Chỉ tiêu amoniac có mức độ tương đương mùa khô. Nguyên nhân, năm 2001 nước lũ lớn, mực nước xấp xỉ gần năm 2000, lũ lớn tràn khắp nơi, kéo các chất ô nhiễm từ trên mặt đất xuống các sông, kênh, rạch. Cho đến nay, hầu hết các nguồn nước thải công cộng như các cống thải đô thị ở các thành phố, thị trấn, thị xã và các chất thải công nghiệp vẫn thải trực tiếp ra sông, các chất thải nông nghiệp vẫn chưa được xử lý. + Hiện trạng nước thải và công nghiệp: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 23 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Nước thải từ các nhà máy sản xuất công nghiệp: Các nhà máy sản xuất gây ô nhiễm môi trường quan trọng tiếp tục được quan trắc, giám sát. Qua kết quả quan trắc có thể đánh giá như sau: Trong tỉnh năm 2001 có thêm ba đơn vị doanh nghiệp nhà nước đã xây dựng xong công trình xử lý nước thải, đó là Xí nghiệp đông lạnh số 7 ( thuộc công ty Angifish ), Xí nghiệp đông lạnh Bến Mỹ, Nhà máy chế biến khoai mì ( thuộc công ty Afiex ) nâng tổng số đơn vị đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải là 8; trong đó 7 đơn vị thuộc doanh nghiệp nhà nước, 1 đơn vị thuộc doanh nghiệp tư nhân. Hầu hết chất lượng nước thải của các đơn vị này có các chỉ tiêu về môi trường nằm trong giới hạn Tiêu Chuẩn Môi Trường Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, một số hệ thống chưa hoạt động ổn định, một số chỉ tiêu vẫn nằm ngoài tiêu chuẩn cho phép như trường hợp nhà máy chế biến khoai mì. Một số đơn vị như: Xí nghiệp đông lạnh 8, Xí nghiệp chế biến rau quả Antesco, nhà máy chế biến nước mắm Chánh Hương vẫn chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nước thải trực tiếp ra sông Hậu gây ô nhiễm nguồn nước ở mức độ xấp xỉ các năm trước. _ Nước thải khu vực đô thị: Nước thải khu vực đô thị thành phố Long Xuyên cũng như các đô thị, thị xã Châu Đốc có nồng độ chất ô nhiễm rất cao, đặc biệt là mật số vi sinh tổng coliforms, trung bình 2,7x106 MNP/100ml, nồng độ chất hữu cơ BOD5 trung bình vượt gấp hai lần Tiêu Chuẩn Môi Trường. Các phương án xử lý nước thải của thành phố Long Xuyên và thị xã Châu Đốc đã xây dựng xong từ năm 1998, nhưng đến nay vẫn chưa được xúc tiến. Tuy nhiên, trong năm 2001, một số hệ thống cống nội ô đã được nâng cấp, không bị ngập và phần nào hạn chế được ô nhiễm môi trường do cống bể, sứt. _ Đánh giá chung: Năm 2001, ô nhiễm môi trường từ hoạt động sản xuất công nghiệp lớn đã có chiều hướng giảm nhẹ hơn các năm trước. Các doanh nghiệp lớn, có nguồn thải gây ô nhiễm nghiêm trọng đã tích cực thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường, một số doanh nghiệp đã xây dựng xong hệ thống xử lý nước thải, một số khác cũng đã thiết kế hệ thống xử lý, dự kiến xây dựng trong năm 2002 như công ty Angifish sẽ xây dựng hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp đông lạnh 8 và nhà máy nước mắm Chánh Hương. + Hiện trạng chất lượng nước khu vực làng bè Châu Đốc: Để đánh giá chất lượng nước các khu vực làng bè Châu Đốc ( Vĩnh Mỹ, Vĩnh Ngươn ), Phú Tân ( Phú Hiệp ), An Phú ( Đa Phước ), Châu phú ( Mỹ Phú ), Chợ Mới ( thị trấn Chợ Mới ), thành phố Long Xuyên ( Mỹ Hòa Hưng ), Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 24 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào đồng thời thực hiện theo tinh thần công văn 952/CV-UB ngày 15/5/2000 của UBND tỉnh An Giang “ Giao cho Sở Khoa Học Công Nghệ & Môi Trường hàng tháng một lần đo đạc phân tích môi trường nước các khu vực neo đậu bè tập trung lớn, để có những khuyến cáo cho các ngành chức năng tham khảo và quản lý”. Trong năm, các khu vực làng bè đã được quan trắc 6 đợt, kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước ở các khu vực làng bè ở trên có diễn biến ô nhiễm chất hữu cơ, amoniac, chất rắn lơ lửng, sắt tổng cộng vào giai đoạn cuối năm gia tăng hơn so với các tháng đầu và giữa năm 2001. Mức độ ô nhiễm đã có khả năng ảnh hưởng chất lượng môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản và chất lượng nước sinh hoạt, cụ thể như sau: Chỉ tiêu amoniac trung bình 0,4 mg/l, cao gấp 8 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường Việt Nam quy định đối với chất lượng môi trường nước mặt. Nồng độ amoniac cao nhất tập trung vào các tháng mùa lũ ( tháng 9-12 ). Khu vực làng bè Chợ Mới, Mỹ Hòa hưng ( Long Xuyên ), Phú Hiệp ( Phú Tân ), Đa Phước ( An Phú ) mức độ ô nhiễm cao nhất vượt Tiêu Chuẩn Môi Trường trên 13-20 lần. Nồng độ amoniac cao trong giai đoạn này là do nước rửa trôi phân bón từ đồng ruộng và chất lượng nước sông ô nhiễm về amoniac hơn các giai đoạn lũ. Đây cũng có thể là lượng phân bón sử dụng cho đồng ruộng gia tăng. Mặt khác, hoạt động nuôi cá tập trung cũng góp phần làm nước bị ô nhiễm theo chỉ tiêu này ( [8]). Theo Thời Báo Kinh Tế Sài Gòn ra ngày 24/06/2004, có phóng sự “Sông Hậu “oằn gánh” ô nhiễm” của tác giả Hồ Hùng đã phản ánh: “...Thạc sĩ Kỷ Quang Vinh, Trưởng trạm Quan trắc môi trường thành phố Cần Thơ, bức xúc: “Chất lượng nước trên sông Hậu có dấu hiệu ô nhiễm nặng”. Kết quả giám sát gần đây nhất của trạm, từ các mẫu nước lấy từ sông Hậu, cho thấy: hàm lượng chất hữu cơ thông qua các chỉ số BOD5 và COD đều vượt tiêu chuẩn Việt Nam (10 mg/l) khoảng 1,2-2,5 lần, có khuynh hướng tăng nhanh so với các năm trước; nồng độ dưỡng chất (NO2 và NH3) vượt tiêu chuẩn Việt Nam(0,05 mg/l) 2-20 lần; số lượng vi sinh (Coliform)cũng vượt mức cho phép từ 1,5-9 lần,... Hiện nay, ở làng bè thị xã Châu Đốc có hơn 400 bè cá, tính chung trong tỉnh An Giang có hơn 3400 bè cá trải dài trên sông Hậu. Lượng chất thải từ hàng ngàn bè cá này thải ra cùng với các hộ gia đình sống ven sông rồi các khu công nghiệp,...làm cho tình trạng ô nhiễm trên sông Hậu thật sự đáng lo ngại. C. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó: I. Phân loại: Sự ô nhiễm nước là sự có mặt của một số chất ngoại lai trong môi trường nước tự nhiên dù chất đó có hại hay không. Khi vượt qua một ngưỡng nào đó thì chất đó sẽ trở nên độc hại đối với con người và sinh vật. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 25 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo: _ Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: là do mưa. Nước mưa rơi xuống đất, mái nhà, đường phố đô thị, khu công nghiệp,…, kéo theo các chất thải bẩn xuống sông, hồ hoặc các sản phẩm của các hoạt động sống của sinh vật vi sinh vật kể cả xác chết của chúng. Sự ô nhiễm này còn gọi là sự ô nhiễm không xác định được nguồn gốc. _ Sự ô nhiễm nhân tạo: chủ yếu do nguồn nước thải từ các khu dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và phân bón trong nông nghiệp ( trang 84, [10]). Nước thải là một tổ hợp phức tạp các thành phần vật chất có nguồn gốc vô cơ hay hữu cơ tồn tại dưới dạng không hòa tan, keo và hòa tan. Thành phần nồng độ chất bẩn tùy thuộc vào từng loại nước thải. Căn cứ vào nguồn gốc và tính chất của nguồn nước thải mà người ta phân loại như sau: + Nước thải sinh hoạt: Là nước thải ra từ các khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là trong đó có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân hủy ( hidrocacbon, protein, chất béo ), các chất vô cơ dinh dưỡng ( nitơ, photphat ), cùng với vi khuẩn ( bao gồm cả vi sinh vật gây bệnh ), trứng giun sán… Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng, hệ thống tiếp nhận nước thải và đặc điểm nước thải của từng vùng dân cư ( trang 15-16, [15]). + Nước thải công nghiệp: Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải nói chung là nước thải công nghiệp. Nước thải loại này không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản phẩm. Nước thải từ các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm và thủy sản ( đường, sữa, bột tôm cá, rượu, bia,…,) có nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy; nước thải của các xí nghiệp làm acquy có nồng độ axit và chì cao,… Tóm lại, nước thải từ các ngành hoặc xí nghiệp khác nhau có thành phần hóa học và hóa sinh khác nhau ( trang 16, [15]). II. Tính chất: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 26 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, công nghiệp được tóm tắt trong các bảng sau: Bảng 1: Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải, và nguồn gốc của chúng ( trang 17, [15]): Tính chất Nguồn phát sinh _ Các tính chất vật lý: Màu Mùi Chất rắn Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, sự phân rã tự nhiên các chất hữu cơ. Sự thối rữa nước thải và các chất thải công nghiệp. Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ thống cống. Các chất thải sinh hoạt và sản xuất. _Thành phần hóa học: + Nguồn gốc hữu cơ: Cacbonhidrat Mỡ, dầu, dầu nhờn Thuốc trừ sâu Phenol Protein Các chất hoạt động bề mặt Các chất khác + Nguồn gốc vô cơ: Độ kiềm Clorua Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất. Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất. Các chất thải nông nghiệp. Các chất thải nông nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và thương mại. Các chất thải sinh hoạt và sản xuất. Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ. Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt và sự thấm của nước ngầm. Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm, các chất làm mềm nước. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 27 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các kim loại nặng Nitơ pH Phospho Lưu huỳnh Các hợp chất độc +Các khí: H2S CH4 O2 Các chất thải công nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Các chất thải công nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Các chất thải công nghiệp. Phân hủy các chất thải sinh hoạt. Phân hủy các chất thải sinh hoạt. Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề mặt. Thành phần sinh học: Các động vật Thưc vật Sinh vật nguyên sinh, virut Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý các chất thải sinh hoạt. Bảng 2: Phân loại nước ô nhiễm dựa vào hàm lượng chất ô nhiễm ( trang 32, [13]) Mức độ ô nhiễm Các chất Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn, mg/l _ Chất rắn hòa tan, mg/l _ Chất rắn không tan, mg/l Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l 1000 700 300 600 500 350 150 350 200 120 8 120 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 28 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Chất rắn lắng, mg/l BOD5, mg/l Oxy hòa tan, mg/l Tổng nitơ, mg/l Nitơ hữu cơ, mg/l N-NH3, mg/l N-NO2-, mg/l N-NO3-, mg/l Clorua, mg/l Độ kiềm, mg CaCO3/l Chất béo, mg/l Tổng photpho (theo P), mg/l 12 300 0 85 35 50 0,1 0,4 175 200 40 _ 8 200 0 50 20 30 0,05 0,2 100 100 20 8 4 100 0 25 10 15 0 0,1 15 50 0 _ Nước thải sinh hoạt có thành phần với giá trị điển hình như sau: COD= 500 mg/l, BOD5= 250 mg/l, SS= 220 mg/l, Photpho= 8 mg/l, N-NH3 và N- hữu cơ= 40 mg/l, pH= 6,8, TS= 720 mg/l. Một tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra khỏi quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. Bảng 3: Thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp ( trang 18, [15]) Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm trong nước thải Nồng độ (mg/l) Chế biến sữa Tổng chất rắn Chất rắn lơ lửng N - hữu cơ Natri 4516 560 732 807 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 29 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Canxi Kali Photpho BOD5 112 116 59 1890 Lò mổ _ Trâu, bò _ Mổ lợn _ Hỗn hợp Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 820 154 996 717 122 104,5 929 324 2240 Thuộc da Tổng chất rắn tan BOD5 NaCl Tổng độ cứng Sunfua Protein Crom 6000-8000 900 3000 1600 120 1008 30-70 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 30 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 31 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau: từ các loại chất không tan, đến các chất ít tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước ô nhiễm là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp ( trang 93, [15]). Thông thường có các phương pháp xử lý sau: _ Xử lý bằng phương pháp sinh học. _ Xử lý bằng phương pháp hóa lý. _ Xử lý bằng phương pháp hóa học. I. Các phương pháp sinh học: Thực chất của biện pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ trong nước thải. Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên. Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loại có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, chúng thường được dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với các chất hữu cơ có trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử các hợp chất sunfit, muối amoni nitrat - tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ là CO2, H2O, N2, SO42-,…Các nghiên cứu cho thấy vi sinh vật có thể phân hủy tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo ( trang 38-39, [3]). Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau: _ Phương pháp hiếu khí. _ Phương pháp kỵ khí. _ Phương pháp thiếu khí. Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu, mặt bằng nơi cần xử lý, kinh phí cho phép với công nghệ thích hợp, người ta sẽ chọn một trong những phương pháp trên hay kết hợp với nhau ( trang 80, [11]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 32 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các phương pháp này có những ưu điểm sau: _ Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng. _ Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ của chúng. _ Thiết kế và trang thiết bị đơn giản. Đồng thời chúng cũng có những nhược điểm sau: _ Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém. _ Phải có chế độ công nghệ làm sạch đồng bộ và hoàn chỉnh. _ Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vô cơ có độc tính ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch. Các chất có độc tính tác động đến quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình. _ Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng. Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy ( trang 298-299, [1]). I.1. Các phương pháp hiếu khí: a. Nguyên tắc: Phương pháp hiếu khí dùng để loại các chất hữu cơ dễ bị vi sinh phân hủy ra khỏi nguồn nước. Các chất này được các loại vi sinh hiếu khí oxy hóa bằng oxy hòa tan trong nước. Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + Năng lượng. Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật Tế bào mới. Tế bào mới + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + NH3. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 33 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tổng cộng: Chất hữu cơ + O2 H2O + CO2 + NH3 + … Trong phương pháp hiếu khí amoniac cũng được loại bỏ bằng oxy hóa nhờ vi sinh tự dưỡng ( quá trình nitrit hóa ). 2 NH4+ + 3 O2 Nitrosomonas 2 NO2- + 4 H+ + 2 H2O + Năng lượng. 2 NO2- + O2 Nitrobacter 2 NO3- Tổng cộng: NH4+ + 2 O2 Vi sinh NO3- + 2 H+ + H2O + Năng lượng. ( giảm pH ) Điều kiện thích hợp cho quá trình là: pH= 5,5 - 9,0, oxy hòa tan lớn hơn hoặc bằng 0,5 mg/l, nhiệt độ 5-400C. b. Kỹ thuật xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí: ¾ Kỹ thuật bùn hoạt tính: Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Theo cách này, nước thải được đưa ra bộ phận chắn rác, loại rác, chất rắn được lắng, bùn được tiêu hủy và làm khô. Một dạng cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính là phương pháp “thông khí tăng cường” gần đây được sử dụng tại nhiều nước phát triển dưới tên gọi là “mương oxy hóa”. Trong hệ thống này có thể bỏ qua các giai đọan lắng bước một và tiêu hủy bùn. Tuy nhiên quá trình này lại cần biện pháp thông khí kéo dài với cường độ cao hơn. ¾ Ao ổn định nước thải: Phương pháp xử lý sinh học đơn giản nhất là kỹ thuật “ổn định nước thải”. Đó là một loại ao chứa nước trong nhiều ngày phụ thuộc vào nhiệt Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 34 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào độ, oxy được tạo ra qua hoạt động tự nhiên của tảo trong ao. Cơ chế xử lý trong ao ổn định chất thải bao gồm cả hai quá trình hiếu khí và kị khí. _ Ao ổn định chất thải hiếu khí: là loại ao cạn cỡ 0,3-0,5m được thiết kế sao cho ánh sáng mặt trời thâm nhập vào lớp nước nhiều nhất làm phát triển tảo do hoạt động quang hợp để tạo oxy. Điều kiện không khí bảo đảm từ mặt ao đến đáy ao. _ Ao ổn định chất thải kỵ khí: là loại ao sâu không cần oxy hòa tan cho hoạt động vi sinh. Ở đây các loại vi sinh kỵ khí và vi sinh tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sunfat để oxy hóa chất hữu cơ thành mêtan và CO2. Như vậy các ao này có khả năng tiếp nhận khối lượng lớn chất hữu cơ và không cần quá trình quang hợp tảo. Ao ổn định chất thải tùy nghi là loại ao hoạt động theo cả quá trình kỵ khí và hiếu khí. Ao thường sâu từ 1-2m, thích hợp cho việc phát triển tảo và các vi sinh tùy nghi. Ban ngày khi có ánh sáng, quá trình xảy ra trong ao là hiếu khí. Ban đêm ở lớp đáy ao quá trình chính là kỵ khí. Ao ổn định chất thải tùy nghi thường được sử dụng nhiều hơn hai loại trên. Ngoài ba loại ao trên, theo phương pháp “ ao ổn định chất thải ” người ta còn kết hợp với các loại ao nuôi cá, ao thủy thực vật ( ao rau muống, lục bình ). Để tăng cường hiệu quả xử lý nước thải, ta nên kết nối các loại ao với nhau. I.2. Các phương pháp thiếu khí ( anoxic ): Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan việc khử nitrit hóa sẽ xảy ra. Oxy được giải phóng từ nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ và nitơ sẽ được tạo thành. NO3- vi sinh NO2- + O2 O2 Chất hữu cơ N2 + CO2 + H2O Trong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrit hóa sẽ xảy ra khi không tiếp tục thông khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần và việc giải phóng oxy từ nitrit sẽ xảy ra. Theo nguyên tắc trên, phương pháp thiếu khí ( khử nitrit hóa ) được sử dụng để loại nitơ ra khỏi nước thải. I.3. Các phương pháp kỵ khí: Phương pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí. Hai cách xử lý yếm khí thông dụng là: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 35 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Lên men acid thủy phân và chuyển hóa các sản phẩm thủy phân ( như acid béo, đường ) thành các acid và rượu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic. _ Lên men metan: Phân hủy các chất hữu cơ thành metan ( CH4 ) và khí cacbonic ( CO2 ). Việc lên men metan nhạy cảm với sự thay đổi pH, pH tối ưu cho quá trình từ 6,8-7,4. Thí dụ về phản ứng metan hóa: CH3COOH Methanosarcina CH4 + CO2 2 CH2(CH2)COOH M.Suboxydans CH4 + 2CH3COOH +C2H5COOH + CO2 + 2 H2O + CO2 Các phương pháp kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp và chất thải từ chuồng trại chăn nuôi ( trang 80-84, [11]). II. Các phương pháp hóa lý: Làm sạch sinh học chỉ được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ thì phương pháp này không phù hợp. Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan. Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải có những ưu điểm sau: _ Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học; _ Hiệu quả xử lý cao hơn; _ Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn; _ Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn; _ Có thể tự động hóa hoàn toàn; _ Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật; _ Có thể thu hồi các chất khác nhau. II.1. Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ ): Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 36 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và các vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống. Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷750. Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới. Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có thể dùng rây ( trang 29, [3]). Đây là hình thức xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc._. được dùng để tưới tiêu, chất độc sẽ theo nước nhiễm vào ngũ cốc, hoa màu. Theo ước tính, có khoảng ba nghìn người Bangladesh có thể chết mỗi năm do nhiếm độc asen. Elless và các đồng nghiệp hy vọng rằng khám phá của họ sẽ có thể giúp làm sạch nguồn nước ở những nước này; đặc biệt, loài dương xỉ tỏ ra thích hợp với những vùng khí hậu nóng, ẩm như ở các quốc gia Đông Á này. Nhưng ông Meharg thì thận trọng hơn. Ông chỉ ra rằng loài dương xỉ này có thể sẽ khó mà lọc được một lượng nước tưới tiêu lớn, và ở Bangladesh thiếu những cơ sở hạ tầng cần thiết để bảo trì những cơ sở lọc nước như vậy. Cho tới nay, phương pháp này tỏ ra có hiệu quả ở những nước giàu hơn. Thí dụ, hàng nghìn hệ thống cung cấp nước ở Mỹ đã đạt được tiêu chuẩn mới của EPA (tới tháng 1-2006 mới có hiệu lực) về nồng độ asen trong nước sinh hoạt thấp: chỉ 10 microgram trong mỗi lít nước. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 60 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào (VnExpress, Thứ hai, 3/3/2003). d. Xử lý muối sắt: Sắt chứa trong nước thải nhà máy hoá chất, luyện kim, chế tạo máy, chế biến kim loại, dệt, nhuộm, hoá dầu, dược phẩm… Để khử sắt ứng dụng phương pháp sục khí, hoá học, hấp phụ, lọc ngược… Quá trình lọc diễn ra như sau: 4 Fe2+ + O2 + 2 H2O → 4 Fe3+ + 4 OH- Fe3+ + 3 H2O → Fe(OH)3↓ + 3 H+ Nếu trong nước có ion bicacbonat: 4 Fe2+ + 8 HCO3- + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3 ↓ + 8 CO2 Cặn Fe(OH)3 được loại ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc. Khi nồng độ sắt cao, phương pháp sục khí không cho phép loại chúng hoàn toàn, vì vậy phải dùng phương pháp hoá học. Chất phản ứng có thể là clo, clorat canxi, permanganat kali, ozon, oxit canxi, sođa…Phản ứng liên kết với clo: 2 Fe(HCO3)2 + Cl2 + Ca(HCO3)2 → 2 Fe(OH)3 ↓ + 6 CO2 ↑ + CaCl2 Phản ứng liên kết với permanganat kali: 3 Fe(HCO3)2 + KMnO4 + 2 H2O → 3 Fe(OH)3 ↓ + 5 CO2 + MnO2 + KHCO3 Nếu sắt ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc keo thì ta ứng dụng phương pháp ozon hoá. e. Xử lý các hợp chất mangan: Các hợp chất mangan chứa trong nước thải nhà máy luyện kim, chế tạo máy và hoá chất. Khi nồng độ mangan lớn hơn 0,05 mg/l nước có màu tối. Loại mangan ra khỏi nước có thể ứng dụng các phương pháp sau: _ Xử lý bằng permanganat kali. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 61 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Sục khí với sự vôi hoá. _ Lọc nước qua cát mangan hoặc cation mangan. _ Ozon hoá, clo hoá hoặc oxy hoá bằng dioxit clo. Khi xử lý bằng permanganat kali sẽ hình thành dioxit mangan: 3 Mn2+ + 2 MnO4- + 2 H2O → 5 MnO2 ↓ + 2 H2 ↑ Khi pH= 9,5 mangan được loại hoàn toàn, còn khi pH< 7,5 nó gần như không bị oxy hoá bởi oxy không khí. Để kết thúc quá trình oxy hoá sau khi sục khí cho thêm vào nước Ca(OH)2 hoặc sođa để tăng pH. Mn(II) có thể loại ra khỏi nước nhờ oxy hoá bởi clo, ozon hoặc dioxit clo. Tiêu hao clo cho oxy hoá 1 mg Mn là 1,3 mg, tiêu hao ClO2 là 1,35 mg và O3 là 1,45 mg. Tuy nhiên để sử dụng các chất khử này cần xây dựng các thiết bị phức tạp nên trong thực tế chúng không được ứng dụng. Trong các phương pháp trên hiệu quả nhất là phương pháp xử lý bằng permanganat kali vì nó không đòi hỏi thiết bị phức tạp và dễ kiểm tra (trang 122-124, [11]). IV. Phương pháp hóa sinh: Phương pháp hóa sinh xử lí nước thải dựa trên khả năng của vi sinh sử dụng đối với các chất này làm chất dinh dưỡng trong hoạt động sống - các chất hữu cơ đối với vi sinh là nguồn cacbon. Phương pháp vi sinh được ứng dụng để loại các chất hữu cơ hoà tan và một số hữu cơ ra khỏi nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Khi tiếp xúc với các chất hữu cơ vi sinh phân huỷ chúng một phần thành nước, khí cacbonic, ion nitric và ion sulfat…. Phần khác tạo thành khối sinh học. Sự phân hủy chất hữu cơ được gọi là oxy hóa sinh học. Có hai phương pháp xử lý sinh hóa là hiếu khí và yếm khí. Phương pháp hiếu khí dựa vào việc sử dụng nhóm vi sinh hiếu khí, đối với hoạt động của của chúng cần có dòng oxy cố định và nhiệt độ 20 – 400C. Khi thay đổi chế độ oxy và nhiệt độ thì thành phần và khối lượng vi sinh thay đổi. Trong xử lý hiếu khí các vi sinh được cất trong bùn hoạt tính hoặc trong màng sinh học. Các phương pháp yếm khí diễn ra không cần oxy, chúng được ứng dụng chủ yếu để khử chất cặn độc. Bùn hoạt tính là hệ keo vô định hình, khi pH = 4 – 9 thì nó có điện tích âm. Thành phần bùn hoạt tính của hệ thống xử lý nước thải nhà máy than cốc có công thức C97H199O53N28S2, của nhà máy nitơ C90H167O24N28S8, của hỗn hợp PCV và BCV là C11H212O82N20S và của nước thải đô thị là C54H212O82N8S7. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 62 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Chất khô của bùn hoạt tính chứa 70 – 90% hữu cơ và 10 – 30% vô cơ. Chất nền trong bùn hoạt tính có thể đến 90% là phần chất rắn của rêu tảo và các phần rắn khác nhau. IV.1. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên: Các quá trình xử lý sinh học có thể diễn ra trong điều kiện tự nhiên và trong các công trình nhân tạo. Trong điều kiện tự nhiên việc xử lý xảy ra trên các cánh đồng tưới, cánh đồng lọc và các ao sinh học. Các công trình nhân tạo là các bể thông khí (aerotank) và các thiết bị lọc sinh học. Kiểu công trình xử lý được chọn phụ thuộc vào vị trí nhà máy, điều kiện khí hậu, nguồn cấp nước, thể tích nước thải công nghiệp và sinh hoạt, thành phần và nồng độ chất ô nhiễm. Trong các công trình nhân tạo, các quá trình xử lý xảy ra lớn hơn trong điều kiện tự nhiên. a) Cánh đồng tưới: Đó là khu đất được chuẩn bị riêng biệt để sử dụng đồng thời hai mục đích: Xử lý nước thải và gieo trồng. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên diễn ra dưới tác dụng của hệ vi thực vật dưới đất, mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của thực vật. Trong đất, cánh đồng tưới có vi khuẩn, men, nấm, rêu tảo, động vật nguyên sinh và động vật không xương sống. Nước thải chứa chủ yếu là vi khuẩn. Trong lớp đất tích cực xuất hiện sự tương tác phức tạp của các vi sinh vật có bậc cạnh tranh. Số lượng vi sinh vật trong cánh đồng tưới phụ thuộc vào thời tiết trong năm. Vào mùa đông, số lượng vi sinh vật nhỏ hơn rất nhiều so với mùa hè. Nếu trên các cánh đồng không gieo trồng cây nông nghiệp và chúng chỉ được dùng để xử lý sinh học nước thải thí chúng được gọi là các cánh đồng lọc nước. Các cánh đồng tưới sau khi xử lý sinh học nước thải, làm ẩm và bón phân được xử dụng để gieo trồng cây có hạt và cây ăn tươi, cỏ, rau cũng như để trồng cây lớn và cây nhỏ (dạng cây bụi, khóm). Cánh đồng tưới có các ưu điểm sau so với các aerotank: 1. Giảm chi phí đầu tư và vận hành. 2. Không thải nước ra ngoài phạm vi diện tích tưới. 3. Bảo đảm được mùa cây nông nghiệp lớn và bền. 4. Phục hồi đất bạc màu. Trong quá trình xử lý sinh học, nước thải đi qua lớp đất lọc, trong đó các hạt lơ lửng và keo được giữ lại, tạo thành màng trong lỗ xốp của đất. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 63 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Sau đó màng được tạo thành này hấp thụ các hạt keo và các chất tan trong nước thải. Oxy từ không khí xâm nhập vào lỗ xốp oxy hóa các chất hữa cơ, chúng chuyển thành các hợp chất vô cơ. Oxy khó xâm nhập và lớp đất dưới sâu, vì vậy sự oxy hóa mãnh liệt nhất diễn ra trong lớp đất phía trên (0,2 – 0,4m). Nếu không đủ oxy sẽ xảy ra các quá trình yếm khí. Các cánh đồng tưới tốt nhất nên bố trí trên cát, đất sét thịt và đất đen. Nước ngầm không được cao hơn 1,25m tính từ mặt đất. Nếu nước ngầm cao hơn thì cần phải lắp hệ thống thoát nước. b) Ao sinh học: Ao sinh học là dãy ao gồm 3 – 5 bậc, qua đó nước thải chảy với vận tốc nhỏ, được lắng trong và xử lý sinh học. Các ao được ứng dụng để xử lý sinh học và xử lý bổ sung trong tổ hợp với các công trình xử lý khác. Ao được chia thành 2 loại: ao thông khí tự nhiên và ao nhân tạo. Ao thông khí tự nhiên không sâu (0,5 – 1m) được sưởi nóng bằng mặt trời và các vi sinh vật nước. Để hoạt động bình thường cần phải đạt pH tối ưu và nhiệt độ không thấp hơn 6oC. Kích thước ao phải bảo đảm thời gian lưu cần thiết của nước thải và vận tốc oxy hóa được đánh giá theo BOD của chất phân huỷ chậm nhất. IV.2. Xử lý nước thải trong công trình nhân tạo: Việc xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo được tiến hành trong bể thông khí (aerotank) hoặc thiết bị sinh học. a) Xử lý trong bể thông khí: Aerotank là bể chứa bằng beton cốt sắt được thông khí. Quá trình xử lý trong aerotank diễn ra theo dòng nước thải được sục khí và trộn với bùn hoạt tính. Nước thải được đưa vào bể lắng, để tăng cường sự lắng các hạt lơ lửng có thể đưa vào một phần bùn hoạt tính, sau đó nước trong đi vào bể ổn định - thông khí sơ bộ, đưa thêm vào đây một phần bùn hoạt tính từ bể lắng đợt II. Ở đây nước thải được sục khí trong 15 – 20 phút. Trong trường hợp cần thiết có thể đưa thêm chất dinh dưỡng vào bể này. Từ bể ổn định nước thải được đưa vào bể aerotank, trong đó bùn hoạt tính được tuần hoàn từ ngăn. Các quá trình sinh học được xảy ra trong aerotank được chia thành 2 giai đoạn: 1. Hấp thụ các chất hữu cơ trên bề mặt bùn hoạt tính và khoáng hoá các chất dễ bị oxy hoá với sự tiêu thụ mãnh liệt oxy. 2. Oxy hóa bổ sung các chất khó bị oxy hóa, tái sinh bùn hoạt tính. Ở giai đoạn này oxy hóa tiêu thụ chậm. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 64 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Aerotank là bể lộ thiên có chiều sâu 2-5m, được chia thành 2 phần: phần tái sinh (25% thể tính chung) và phần thông khí, trong đó diễn ra quá trình xử lý chính. Sự hiện diện của phần tái sinh cho phép xử lý nước thải đậm đặc hơn và tăng nămg suất của hệ. Trước bể aerotank nước thải không được chứa hơn 150 mg/l hạt lơ lửng và 25 mg/l sản phẩm dầu mỏ. Nhiệt độ nước thải không thấp hơn 60C và không cao hơn 300C, pH= 6,5-9. b. Xử lý trong thiết bị lọc sinh học: Thiết bị lọc sinh học là thiết bị mà bên trong thân của nó có bố trí đệm dạng thỏi và cơ cấu phân phối nước và không khí . Trong thiết bị lọc sinh học nước thải được lọc qua lớp vật liệu bao phủ màng vi sinh. Vi sinh trong màng oxy hóa các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Như vậy , chất hữu cơ được tách ra khỏi nước còn khối lượng màng sinh học tăng lên. Màng sinh học chết trôi theo nước ra khỏi thiết bị. Vật liệu đệm là vật liệu có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề mặt riêng lớn như đá dăm, xỉ, đá cuội, keramit, các vòng sứ nhựa hoặc kim loại… Màng sinh học đóng vai trò như bùn hoạt tính, nó hấp thụ và phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải. Cường độ oxy hóa trong thiết bị lọc sinh học thấp hơn trong aerotank. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học là: BOD của nước thải, bản chất của chất hữu cơ ô nhiễm, vận tốc oxy hóa, cường độ thông khí, chiều dài màng sinh học, thành phần vi sinh, diện tích và chiều cao. Thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt có năng suất thấp nhưng đảm bảo xử lý tuần hoàn. Tải trọng thuỷ lực của chúng là 0,5 – 3m3/(m2.ngày đêm). Chúng được sử dụng để xử lý nước với năng suất đến 100m3/ngày đêm nếu BOD < 200mg/l. Thiết bị sinh học cao tải hoạt động với tải trọng thuỷ lực 10 - 30m3/(m2.ngày đêm), lớn hơn thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt 10 – 15 lần nhưng nó không đảm bảo xử lý sinh học tuần hoàn. Để hòa tan oxy tốt hơn tiến hành không khí. Thể tích không khí không vượt quá 16m3 trên 1 m3 nước thải. Khi BOD20 > 300 mg/l nhất định phải tuần hoàn nước thải. Tháp sinh học cho xử lý nước thải có năng suất đến 5000m3/ngày đêm. Thiết bị thông khí lọc - sinh học là các nửa ống hình trụ đường kính 80 mm được bố trí nằm ngang xen kẻ nhau. Nước thải đi vào từ trên, đổ đầy vào nửa ống trụ và chảy tràn xuống dưới. Ở mặt ngoài của ống hình thành các máy sinh học, còn bên trong ống là khối sinh vật giống như bùn hoạt tính. Nước Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 65 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào được bảo hòa oxy khi chảy từ trên xuống. Thiết bị này có năng suất và hiệu quả xử lý cao. c) Phương pháp yếm khí: Phương pháp này được ứng dụng để lên men cặn tạo thành trong xử lý hóa sinh nước thải sản xuất và xử lý bậc một nước thải đậm đặc (BODtp = 4 – 5 g/l), chứa các chất hữu cơ bị phân huỷ bởi các vi sinh yếm khí. Tuỳ thuộc vào sản phẩm cuối mà được chia thành các dạng lên men: cồn, axit, sữa, mêtan…Sản phẩm cuối tương ứng là cồn, axit, axeton và khí (CO2, H2, CH4). Quá trình lên men được tiến hành trong thiết bị metanten – là bình chứa kín được trang bị cơ cấu nhập và tháo cặn. Phương pháp yếm khí có thể được sử dụng để xử lý chất thải đậm đặc của công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, chế biến len, axit béo tổng hợp. Trong điều kiện lên men ấm thời gian lưu của nước thải trong bể metanten là 7 – 15 ngày đêm; trong điều kiện không thông thuỷ 15 – 30 ngày đêm. Sau khi lên men BODtp trong nước thải là 1,5 – 2g/l sẽ được xử lý tiếp trong aerotank. Lượng khí lên men rất lớn, đến 0,5 – 0,7m3/kg BODtp (trang 124-133, [11]). # Các công trình xử lý phụ khác: I. Khử trùng nước thải: Qua các công trình xử lý cơ học cũng như sinh học không loại trừ được một cách triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi khuẩn gây bệnh, bởi vậy nước thải cần được khử trùng trước khi xả vào nguồn. Để khử trùng nước thải, người ta có thể sử dụng hai phương pháp là : phương pháp vật lí và phương pháp hóa học. I.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý: I.1.1. Phương pháp nhiệt: Đây là phương pháp đơn giản và lâu đời nhất, giết được các vi thể gây bệnh như các vi khuẩn, vi trùng, nang , trứng. Đó là biện pháp hiệu quả trong xử lý phạm vi hộ gia đình, song không khả thi trong xử lý nước cấp cho cộng đồng, chỉ sử dụng trong trường hợp khẩn cấp ( trang 121, [19] ). I.1.2. Khử trùng bằng tia cực tím: Là phương pháp khử trùng đối với nước trong, hiệu quả giảm đang kể khi nước đục hoặc chứa các phần tử như nitrat, sunfat và sắt ( trang 221, [19] ). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 66 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Nước làm sạch bằng phương pháp này không bị thay đổi tính chất và vị của nó. Tuy nhiên, phương pháp này giá thành cao chỉ thấy ở các nước phát triển ( trang 221, [19] và trang 59, [11] ). I.1.3. Khử trùng bằng siêu âm: Đây là một phương pháp khử trùng triệt để nhưng tốn kém. Dưới tác dụng của sóng siêu âm giết chết các tế bào thực, động vật, các vi sinh và cả những cơ thể lớn hơn rất độc có trong nước uống và nước kỹ thuật ( trang 59, [11] ). I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học: Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường dùng là các halogen như: clo, brôm, iod, clodioxit và các hợp chất khác của clo, ozon, kali permanganat, hydro, peoxit,…Phương pháp khử trùng hóa học có hiệu suất cao nên được sử dụng rất rộng rãi và cho mọi quy mô ( trang 168, [20] ). I.2.1. Sát trùng nước bằng clo và các hợp chất của clo: Bản chất tác dụng khử trùng của clo là quá trình oxy hóa khử diễn ra khi tương tác clo và các hợp chất của nó với các chất hữu cơ ở mạng vi sinh. Axit tham gia vào phản ứng với men khuẩn và phá hủy trao đổi trong mạng khuẩn. Tẩy trùng bằng clo sẽ diễn ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, thí dụ các chất mùn khoáng thành CO2, sắt(II) oxy hóa thành sắt (III); Mn (II) thành Mn(IV), các chất huyền phù bền vững chuyển thành không bền vững do sự phân hủy của chất keo bảo vệ. Clo hóa có vai trò to lớn trong việc làm sạch các tạp chất lơ lửng phân tán mịn trong nước, khả năng làm mất màu nước và tạo điều kiện thuận lợi để làm trong nước và lọc nước. Clo hòa tan vào trong nước thành hai axit – clorua và clorat: H2O + Cl2 → HCl + HClO Axit clorat rất yếu và sự phân ly của nó phụ thuộc vào pH của môi trường. pH càng thấp nồng độ axit clorat càng cao và do có thế oxy hóa khử cao tạo điều kiện khử trùng nước. Vì vậy, khử trùng nước bằng clo và các hợp chất chứa clo nên tiến hành trước khi cho chất kiềm vào nước ( trang 56- 57, [11] ). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 67 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Sử dụng phương pháp này diệt khuẩn cho nước rất phổ biến vì hiệu quả cao và kinh tế. I.2.2. Khử khuẩn bằng ozon: Phương pháp ozon hóa được dùng ngày càng nhiều để xử lý nước thải và nước uống nhất là ở các nước phát triển, vì nó có hiệu quả trong việc khử các hợp chất gây mùi vị khó chịu hay màu cho nước. Tuy nhiên, do thiết bị ozon hóa phức tạp, giá thành khử trùng cao nên việc sử dụng ozon ở các nước đang phát triển còn bị hạn chế ( trang 222-223, [19] ). I.2.3 Khử khuẩn bằng iod: Khử khuẩn bằng Iod cần liều lượng cao, nhưng không hiệu quả khi nước khử trùng có màu hoặc đục. Do dễ bay hơi trong các dịch thể nên phương pháp này chỉ sử dụng khi khẩn cấp và bị hạn chế nhiều ( trang 222, [19] ). I.2.4. Khử khuẩn bằng KMnO4: Là chất oxy hóa mạnh, có hiệu quả chống lại vi khuẩn gây bệnh thổ tả nhưng không hiệu quả đối với các mầm bệnh khác. Nó để lại các vệt màu trong thùng đựng nên phương pháp này cũng rất ít sử dụng. II. Khử mùi và vị ( tẩy uế ): Tẩy uế là xử lý nước với mục đích khử các mùi hôi và vị gây nên bởi các chất khác nhau có mặt trong nước đôi khi với lượng không xác định được qua phân tích. Mùi trong nước có thể do: H2S, C6H5OH, Cl2, các muối hòa tan,…, các chất hoạt động bề mặt trong nước hay các chất độc trong nông nghiệp đưa đến. Tẩy uế bằng cách lọc qua lớp than hoạt tính. Để khử phenol và clophenol ứng dụng clo hóa nước, nhận được dẫn xuất polyclo không có mùi hôi. Tác dụng khử mùi và vị của clo có thể tăng lên nếu thêm permanganat. Phương pháp ozon hóa cũng là phương pháp làm vị nước tốt hơn. Phương pháp này được dùng trong làm sạch các chất hoạt động bề mặt có trong nước ( trang 61-62, [11]). III. Loại chất phóng xạ: Trong nước tự nhiên có chứa các chất phóng xạ có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo. Có thể khử hoạt tính của nước bằng hai cách: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 68 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Giữ nước trước khi đưa đi sử dụng một khoảng thời gian đủ để phân hủy các đồng vị có thời gian sống ngắn. _ Loại các chất phóng xạ lơ lửng. Loại các chất phóng xạ trong nước bằng cách chưng cất, để lắng, lọc, keo tụ, hấp phụ ( bằng đất sét, than hoạt tính, các chất hấp phụ kim loại và các chất khác ) trao đổi ion và kết hợp giữa các phương pháp trên ( trang 75, [11]). Trong ngành công nghiệp xử lý các chất phóng xạ từ trước đến nay người ta thường chôn chúng trong các hố khoan sâu trong lòng đất ở các nơi hoang vắng, cách xa các khu dân cư. Đối với các chất thải phóng xạ có cường độ thấp người ta thường pha loãng rồi đổ xuống biển hay đại dương ( ! ). Trong một số trường hợp nguy hiểm người ta trộn bả thải khô với một số chất phụ gia rồi nấu chảy thành thủy tinh sau đó cất giữ các khối thủy tinh rắn này vào trong các hầm chứa đặc biệt. Hiện nay, người ta cho rằng đây là phương pháp bảo quản chất thải phóng xạ bảo đảm nhất và an toàn nhất ( trang 97, [6]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 69 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN VI: KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 70 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Về phương diện khoa học, môi trường là một lĩnh vực liên ngành, đa ngành; còn về phạm vi ảnh hưởng của nó là một trong những đối tượng mang tính toàn cầu rõ rệt nhất. Nếu sự ô nhiễm môi trường là một tai họa thì “ tai họa này không phải của riêng ai “, mà là chung của tất cả các quốc gia, của toàn nhân loại. Vâng ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng đang là một vấn đề đáng quan tâm hiện nay. Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sản xuất công nghiệp và sinh hoạt, cho chính mình và giải quyết hậu quả của chính mình. Vấn đề xử lý nước nói chung đang trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng. Nước ta là một nước đang phát triển, nền công nghiệp mới bắt đầu được xây dựng, chưa có những khu công nghiệp lớn và tập trung, giao thông vận tải chưa phát triển, số lượng xe cộ chưa nhiều…cho nên nếu nhìn tổng thể thì mức độ ô nhiễm ở nước ta chưa nghiêm trọng, tỉ trọng của các ngành công nghiệp trong các yếu tố gây ô nhiễm chưa cao. Tuy nhiên, nếu xét cục bộ thì ở một số thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh; một số thị xã, thị trấn và vùng phụ cận của một số nhà máy, xí nghiệp…tình trạng ô nhiễm đôi khi là nghiêm trọng. Ở các thành phố lớn và các khu đông dân cư, các yếu tố gây ô nhiễm chủ yếu là các chất thải sinh hoạt. Mấy năm gần đây, tình hình ô nhiễm ở các khu vực này ngày càng trở nên trầm trọng hơn vì tốc độ đô thị hóa ngày càng cao, trong khi sự phát triển cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng kịp. Cũng cần phải thừa nhận rằng tình trạng nghèo khó, dân trí còn thấp, trình độ quản lý đô thị còn thấp, mật độ dân số cao…cũng là những yếu tố làm cho vấn đề ô nhiễm trở nên nặng nề hơn. Ở các khu công nghiệp và vùng phụ cận, tuy quy mô không lớn nhưng do hầu hết các nhà máy đều có công nghệ cũ, lạc hậu, không có công đoạn xử lý chất thải, tất cả các chất thải đều được thải trực tiếp vào môi trường, cho nên ở các khu vực này tình trạng ô nhiễm là nghiêm trọng, đôi khi sự ô nhiễm còn ảnh hưởng cả đến các vùng khác qua các con đường lan truyền tương ứng. … Các chất thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt của người dân mà các nguồn nước ở nước ta hiện nay đang bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau, đặc biệt là ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp và các vùng phụ cận… Một trong những mục tiêu và nhiệm vụ chủ yếu của thời kỳ đẩy mạnh Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước mà Đại hội Đảng lần thứ VIII đã đề ra là: “ dân cư thành thị và 80% dân số nông thôn được cung cấp nước sạch ” và cần “ xây dựng quy hoạch bảo vệ và khai thác hợp lý nguồn nước,đáp ứng yêu cầu của sản xuất và đời sống”. Để làm được điều đó chúng ta phải “ bằng và dựa vào khoa học và công nghệ ” ( Nghị quyết Trung ương lần thứ II, khóa III ). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 71 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Để có được nguồn nước sạch để sinh hoạt và sản xuất, thì các nguồn nước thải nói chung cần phải được xử lý qua các công đoạn khác nhau đảm bảo không bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn. Hiện nay có rất nhiều các phương pháp xử lý khác nhau. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm của nó, tùy theo nguồn nước thải mà ta sử dụng phương pháp thích hợp. Đối với nước ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên hay nước thải sinh hoạt thường chứa các chất hữu cơ hòa tan dễ bị vi sinh vật phân hủy thì ta dùng phương pháp sinh học ( hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí ). Nếu lượng nước thải bé và không chứa các thành phần độc hại thì các quá trình tự nhiên như sa lắng, oxy hóa sinh học…đủ sức làm sạch chúng, và do đó người ta có thể thải trực tiếp nước thải vào sông, hồ hay biển. Tuy nhiên, ngày nay ở các thành phố và khu công nghiệp lớn, lượng nước thải sinh hoạt rất lớn (bình quân 200 l/người/ngày) và có chứa nhiều thành phần độc hại, mặt khác nguồn nước tự nhiên ngày nay cũng đã bị ô nhiễm nhiều hơn do ảnh hưởng từ các nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Vì vậy chúng cần được xử lý trước khi thải vào môi trường. Quá trình xử lý nước thải trường hợp này thường được chia thành ba giai đoạn sau: giai đoạn xử lý sơ bộ để loại các chất phân tán lớn, giai đoạn hai là loại bỏ các tạp chất hữu cơ có mặt trong nước ở hàm lượng lớn bằng cách dùng quá trình oxy hóa sinh học, sau cùng là giai đoạn loại bỏ triệt để các tạp chất có hại đến mức đạt tiêu chuẩn của nước uống, người ta có thể tiến hành các công việc như lọc , keo tụ, loại phot phat, loại các hợp chất của nitơ, sử dụng các phương pháp điện hóa, khử mùi, vị, sát trùng nước. Đối với nước thải công nghiệp thì thường dùng phương pháp hóa lí và hóa học để loại bỏ các chất khó tan, khó bị vi sinh vật phân hủy hoặc các kim loại nặng từ các nhà máy công nghiệp hóa chất, mạ điện, công nghiệp dệt, sản xuất thuốc trừ sâu… nên việc xử lý nước thải công nghiệp khó hơn nhiều so với việc xử lý nước thải sinh hoạt. Việc làm sạch các nguồn nước thải công nghiệp được thực hiên cũng gần giống như đối với nước thải thông thường. Các phương pháp xử lý sơ bộ, lắng, lọc, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, điện hóa,…cũng được sử dụng một cách rộng rãi, cũng như một số phương pháp sinh hóa sử dụng vi sinh vật đối với một số hợp chất hữu cơ đặc biệt. Đối với các kim loại độc như Cd, Pb, Hg, As,… hay không độc hại nhưng cũng nguy hiểm đến sức khỏe con người và sinh vật được loại ra bằng cách kết tủa hóa học, trao đổi ion hay chiết bằng dung môi. Đối với các muối tan và lơ lửng, người ta dùng các phương pháp như kết tủa, trao đổi ion, điện phân, điện thẩm tách, các chất oxy hóa mạnh, điện hóa,…Đối với các chất phóng xạ thì có thể cô đặc rồi chứa trong những thùng chứa đặc biệt và cất giữ cẩn thận, nếu các chất phóng xạ có thời gian bán hủy lớn thì có thể pha loãng rồi thải ra biển. Nếu có sự giám sát thường xuyên và không có sự tập trung các đồng vị phóng xạ bởi các sinh vật thì cách xử lý này hoàn toàn vô hại. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 72 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tuy nhiên, có một số phương pháp hóa – lí học không có giá trị kinh tế cao, tốn kém năng lượng, hóa chất và thiết bị đắt tiền,…hoặc rẻ tiền như phương pháp sinh học nhưng cần có mặt bằng rộng, thời gian xử lý dài.v.v... Do đó, trong thực tế người ta thường kết hợp các phương pháp đó với nhau sao cho hiệu quả xử lý cao nhất, chi phí thấp nhất là ở các nước đang phát triển như nước ta. Với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay, có khá nhiều phương pháp mới đang được nghiên cứu hoặc đã ứng dụng vào quy trình xử lý nhằm làm sạch nước thải đồng thời có thể thu hồi các chất có giá trị mà em chưa có điều kiện cập nhật được. Những phương pháp này có thể khắc phục được một số khuyết điểm khác của các phương pháp trên. Kính mong quý thầy cô hướng dẫn thêm cho em. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 73 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tài liệu tham khảo 1. Lý Kim Bảng, Hoàng Kim Cơ, Dương Đức Hồng, Lương Đức Phẩm, Trần Hữu Uyển - Kỹ thuật môi trường - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 2. Th.S. Võ Văn Bé, TS. Huỳnh Thu Hà - Môi trường và con người. Đại học Cần Thơ. 3. Võ Thị Diễm Châu - Luận văn tốt nghiệp: Khảo sát một số phương pháp xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm - Năm 1999. 4. PTS. Nguyễn Ngọc Dung - Xử lý nước cấp - Đại học Kiến Trúc Hà Nội. 5. Nguyễn Quang Dương - Kỹ thuật xử lý nước lò hơi. Nhà xuất bản Công Nghệ Kỹ Thuật. 6. Vũ Đăng Độ - Hóa Học Và Sự Ô Nhiễm Môi Trường - Nhà xuất bản giáo dục - 1997. 7. Trần Đức Hạ - Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ và vừa - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 8. Tô Phước Hải, Văng Văn Khoa, Trịnh Phát, Đỗ Huỳnh Tuấn Trung, Đặng Hoàng Tuấn - Đề tài sưu tầm: “ Ô nhiễm môi trường nước “ – Khoa Nông Nghiệp – Tài Nguyên Thiên Nhiên, Ngành Phát Triển Nông Thôn, Đại Học An Giang. 9. PGS. PTS. Hoàng Huệ - Xử lý nước thải - Đại học Kiến Trúc Hà Nội. 10. Hoàng Đức Liên, Tống Ngọc Tuấn - Kỹ thuật và thiết bị xử lý chất thải bảo vệ môi trường - Nhà xuất bản nông nghiệp – Hà Nội –2003. 11. Lưu Cẩm Lộc - Hóa học xử lý môi trường. 12. McGRAW – HILL Book Company ( third edition ) - Wastewater engineering Treatment, Disposal and Reuse – Metcalf and Eddy. 13. Ngô Thị Nga, Trần Văn Nhân - Giáo trình công nghệ xử lý nước thải - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – Hà Nội – 1999. 14. PGS. PTS. Trần Hiếu Nhuệ - Xử lý nước thải. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 15. PGS. TS. Lương Đức Phẩm – Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học - Nhà xuất bản giáo dục. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 74 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào 16. Nguyễn Hữu Phú - Cơ sở và lý thuyết công nghệ xử lý nước tự nhiên. 17. PTS. Nguyễn Văn Phước- Kỹ thuật xử lý nước thải công nghiệp - Đại học kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. 18. Trần Minh Quang - Công nghệ mạ điện - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 19. Nguyễn Duy Thiện - Các công trình cung cấp nước sạch cho thị trấn và cộng đồng dân cư nhỏ - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 20. Nguyễn Thị Thu Thủy - Xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – Hà Nội – 2000. 21. Hội thảo Công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường ngành dệt nhuộm. Trung Tâm Công Nghệ Môi Trường ( ECO ). 22. Tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học và công nghệ năm 2001 - Viện Công Nghệ Hóa Học. 23. Tạp chí Bảo Vệ Môi Trường ( Số 5 – 2003) - Tạp chí của Cục Bảo Vệ Môi Trường - Bộ Tài Nguyên Và Môi Trường. 24. Tạp chí Khoa Học Công Nghệ - Môi Trường ( Số 7 – 2002, số 10 – 2001, số 8 – 2002, số 6 - 2002 ) - Bộ Khoa Học, Công Nghệ Và Môi Trường – Trung tâm thông tin tư liệu khoa học và công nghệ quốc gia. 25. Tạp chí Nước sạch vệ sinh môi trường ( số 7 – 12/2000 ) – Ban chỉ Đạo Quốc gia về cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 75 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHỤ LỤC Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 76 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 77 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 78 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 79 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 80 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 81 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 82 ._.