- NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI
Nước thải có nguồn gốc từ các nguồn nước sử dụng trong công nghiệp và sinh hoạt. Nước mưa và nước thấm cũng là một nguồn nước thải khá lớn. Bản thân nước mưa là nước sạch nhưng khi rơi xuống mặt đất sẽ bị pha trộn và nhiễm bẩn.
1. 1. Nước thải sinh hoạt
- Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải đen và nước thải xám.
- Nước thải từ toilet được gọi là nước thải đen. Nước thải đen chứa hàm lượng cao chất rắn và một lượng đáng kể thức ăn cho vi khuẩn (nitơ và phốt pho). Nước thải đen có thể được tách thành hai phần: phân và nước tiểu. Mỗi một người, hàng năm có thể thải ra trung bình 4 kg N và 0,4 kg P trong nước tiểu và 0,55 kg N và 0,18 kg P trong phân.
- Nước thải xám bao gồm nước giặt rũ quần áo, tắm rửa và nước sử dụng trong nhà bếp. Nước từ trong nhà bếp có thể chứa lượng lớn chất rắn và dầu mỡ .
- Cả hai loại nước thải đen và thải xám có thể chứa mầm bệnh của người đặc biệt là nước thải đen.
1. 2. Nước thải công nghiệp
Rất khó phân loại nước thải từ tất cả các ngành công nghiệp. Mỗi một ngành công nghiệp có nước thải đặc trưng của ngành đó. Ví dụ:
- Nước thải của ngành công nghiệp dệt nhuộm chứa các chất hữu cơ mang màu và một số hóa chất độc hại khó phân hủy.
- Nước thải của các cơ sở xi mạ chứa hàm lượng kim loại nặng cao và có pH thấp. Nước thải chế biến thực phẩm chủ yếu là chứa các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bằng vi sinh.
2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI
2. 1. Tính chất vật lý của nước thải
Tính chất vật lý của nước thải bao gồm nhiệt độ, màu sắc, mùi vị và chất rắn.
a) Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước thải thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào mùa trong năm. Sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ lắng, mức độ oxy hòa tan và hoạt động của vi sinh vật. Nhiệt độ của nước thải là một yếu tố hết sức quan trọng đối với một số bộ phận của nhà máy xử lý nước thải như bể lắng và bể lọc.
b) Màu sắc
Nước thải chứa oxy hòa tan (DO) thường có màu xám. Nước thải có màu đen thường có mùi hôi thối chứa lượng oxy hòa tan rất ít hoặc không có.
c) Chất rắn
- Chất rắn bao gồm các chất lơ lửng hoặc các chất hòa tan trong nước và nước thải.
- Chất rắn được chia thành các phần khác nhau, nồng độ của chúng cho biết chất lượng của nước thải và là tham số quan trọng để kiểm soát các quá trình xử lý. Thành phần chất rắn trong nước thải bao gồm:
– Tổng chất rắn, (TS), bao gồm tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và tổng chất rắn hòa tan (TDS). Mỗi một phần của chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan có thể chia thành phần bay hơi hoặc phần cố định. Tổng chất rắn là các chất còn lại trong cốc sau khi bay hơi mẫu nước thải trong một giờ hoặc qua đêm trong lò nung ở nhiệt độ từ 1030C đến 1050C. TS được xác định bằng công thức:
mg TS/l = (A-B) x 1000 / Thể tích mẫu, ml (1.1)
A – trọng lượng của cặn khô + trong lượng của cốc, mg
B – trọng lượng của cốc, mg
1000 – hệ số chuyển đổi 1000 ml/l
– Tổng chất rắn lơ lửng, (TSS), được quy cho cặn không có khả năng lọc. TSS là một tham số quan trọng đối với nước thải và là một trong những tiêu chuẩn trong xử lý nước. Tiêu chuẩn TSS đối với nước thải sau khi xử lý sơ cấp và thứ cấp thường bằng 30 và 12 mg/l. TSS được xác định bằng cách lọc mẫu đã được trộn đều qua giấy lọc có kích thước lỗ bằng 0,2 m. Cặn giữ lại trên giấy lọc được nung trong lò nung trong thời gian ít nhất là 1 giờ ở nhiệt độ từ 1030C đến 1050C cho đến khi khối lượng không đổi. TSS được xác định bằng công thức:
mg TSS = (C – D) 1000 / Thể tích mẫu, ml (1.2)
C – trọng lượng của giấy lọc và cốc nung + cặn khô, mg
D – trọng lượng của giấy lọc và cốc nung, mg
– Tổng chất rắn hòa tan, (TDS), chất rắn hòa tan được gọi là cặn không có khả năng lọc. Tổng chất rắn hòa tan trong nước thải thô nằm trong khoảng từ 250 – 850 mg/l.
TDS được xác định như sau: mẫu sau khi được trộn đều, lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh có kích thước lỗ bằng 2,0 m. Dịch lọc được bay hơi trong thời gian ít nhất là 1 giờ trong lò nung ở nhiệt độ 180 20C. Trọng lượng tăng lên của cốc nung là trọng lượng của TDS được xác định bằng công thức:
mg/TDS/l = (E – F) 1000 / Thể tích mẫu, ml (1.3)
E – trọng lượng cặn khô + cốc nung, mg
F – trọng lượng cốc, mg
– Chất rắn bay hơi và chất rắn cố định – cặn từ TS, TSS hoặc TDS được nung ở 5500C. Trọng lượng bị mất sau khi nung là chất rắn bay hơi. Ngược lại, chất rắn còn lại là chất rắn cố định. Phần chất rắn bay hơi và chất rắn cố định được xác định bằng công thức:
mg chất rắn bay hơi/l = (G – H) 1000 / Thể tích mẫu, ml (1.4)
mg chất rắn cố định /l = (H – I ) 1000 / Thể tích mẫu, ml (1.5)
G – trọng lượng của cặn + trọng lượng cốc trước khi nung, mg
H – trọng lượng cặn + cốc nung hoặc phin lọc sau khi nung, mg
I – trọng lượng cốc hoặc phin lọc, mg
Xác định phần bay hơi của chất rắn để kiểm soát hoạt động của nhà máy xử lý nước thải, bởi vì nó cho biết kết quả thô của lượng chất hữu cơ trong phần chất rắn của nước thải.
Kết quả xác định chất rắn bay hơi và chất rắn cố định không phân biệt độ chính xác giữa chất hữu cơ và vô cơ, bởi vì lượng mất khi nung không xác nhận chỉ có hợp chất hữu cơ mà còn một số hợp chất muối vô cơ cũng bị phân hủy. Xác định các chất hữu cơ có thể được tiến hành bằng kiểm tra nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD) và tổng cacbon hữu cơ (TOC).
– Chất rắn có khả năng lắng – các vật liệu lơ lửng có khả năng lắng trong một thời gian xác định. Chất rắn lắng được biểu diễn theo đơn vị ml/l hoặc mg/l.
Phương pháp thể tích để xác định chất rắn có khả năng lắng như sau:
Cho nước thải vào ống đong hình trụ có các vạch chia thể tích. Sau khi hỗn hợp được trộn đều, để im trong thời gian 45 phút. Dùng đũa thủy tinh đầu bọc cao su đảo nhẹ quanh thành ống. Sau đó, để im thêm 15 phút nữa. Ghi thể tích chất rắn lắng theo ml/l.
Một thí nghiệm khác để xác định chất rắn có khả năng lắng là phương pháp trọng lượng. Đầu tiên, xác định tổng chất rắn lơ lửng như đã giới thiệu ở trên. Sau đó, xác định chất rắn lơ lửng không có khả năng lắng từ dung dịch của cùng một mẫu đã được để lắng trong thời gian 1 giờ. Tiếp theo, xác định TSS (mg/l) của dịch lỏng. Kết quả thu được là tổng chất rắn không có khả năng lắng. Chất rắn có khả năng lắng được xác định theo công thức:
[mg chất rắn có khả năng lắng /l ] = [mg TSS/l) – (mg chất rắn không có khả năng lắng/l) (1.6)
2.2 Thành phần hóa học của nước thải
Chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan trong nước thải chứa các chất hữu cơ và vô cơ. Chất hữu cơ có thể là hydrat cacbon, mỡ, dầu, chất béo, chất hoạt động bề mặt, protein, thuốc trừ sâu, các hợp chất hữu cơ bay hơi, các chất hóa học độc hại, v.v. Các chất vô cơ bao gồm kim loại nặng, chất dinh dưỡng (N, P), pH, độ kiềm, clo, sulfua… Các chất khí như CO2, N2, O2, H2S và CH4 cũng có thể có mặt trong nước thải.
Nồng độ nitơ trong nước thải sinh hoạt thô (nước thải chưa xử lý) từ 25 – 85 mg/l đối với tổng nitơ (bao gồm N-nitrat, N-amoni, N-nitrit và N- hữu cơ); 12 – 50 mg/l là N – NH4+; 8 – 35 mg/l là N – hữu cơ. Nồng độ nitơ hữu cơ được xác định bằng tổng nitơ kieldahl (TKN).
Tổng nồng độ phốt pho trong nước thải thô nằm trong khoảng từ 2 – 20 mg/l, trong đó bao gồm từ 1 – 5 mg/l là phốt pho hữu cơ và từ 1 -15 mg/l là phốt pho vô cơ. Phốt pho và nitơ trong nước thải là những chất dinh dưỡng cho sự phát triển và tái tạo của vi sinh vật trong quá trình xử lý nước thải và trong nước tự nhiên.
Nồng độ chất hữu cơ của nước thải thường được đo bằng nhu cầu oxy sinh hóa trong thời gian 5 ngày (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD) và tổng cacbon hữu cơ (TOC). Đo BOD5 là đo lượng oxy đòi hỏi để oxy hóa chất hữu cơ trong mẫu trong thời gian 5 ngày ổn định sinh học ở 200C. Giai đoạn này là giai đoạn oxy hóa cacbon BOD (CBOD). Xử lý nước thải bậc hai được thiết kế đặc biệt để khử CBOD.
Tỷ lệ của C, N và P trong nước thải là một tham số hết sức quan trọng đối với quá trình xử lý sinh học. Tỷ lệ chung chấp nhận được trong nước thải BOD/N/P để xử lý sinh học là 100/5/1 tương ứng, nghĩa là 100 mg/l BOD, 5 mg/l N và 1 mg/l P.
Nhu cầu oxy hóa học (COD) là đo lượng tương đương oxy với hàm lượng chất hữu cơ trong mẫu bị oxy hóa bởi chất oxy hóa mạnh như là K2CrO4. Đo COD thuận tiện cho việc kiểm soát quá trình xử lý nước thải vì thời gian xác định nhanh hơn BOD5. Giá trị COD thường cao hơn BOD5. Tỷ lệ điển hình giữa COD và BOD5 trong nước thải thô thường là 0,5 : 1 và có thể giảm xuống 0,1 : 1 đối với nước thải sau khi xử lý bậc hai. Vùng COD tiêu chuẩn đối với nước thải thô từ 200 – 600 mg/l.
2.3 Đặc tính sinh học của nước thải
Các nhóm vi sinh vật chủ yếu tìm thấy trong nước thải là các vi khuẩn, nấm, protozoa, vi thực vật, động vật và virus. Hầu hết các vi sinh vật (vi khuẩn và protozoa) có lợi trong xử lý nước thải. Tuy nhiên, một số vi khuẩn gây bệnh, nấm, protozoa và virus tìm thấy trong nước thải cũng được quan tâm đặc biệt do tính độc hại của chúng.
Vi khuẩn chỉ thị : các vi sinh vật gây bệnh thường được đào thải bởi con người từ hệ thống tiêu hóa. Nguồn bệnh lan truyền trong nước thường là bệnh tiêu chảy, thương hàn, sốt thương hàn, lỵ, v.v. Nói chung, nồng độ vi khuẩn gây bệnh trong nước thải có nồng độ rất thấp và rất khó nhận biết. Hiện nay, một số loại vi khuẩn như tổng coliforms (TC), coliform của phân (FC) và khuẩn nhiễm trùng phân (FC) được sử dụng làm vi sinh vật chỉ thị cho nguồn nước và nước thải bị ô nhiễm nguồn bệnh.
Nguồn: Sưu tầm
