Ảnh hưởng của nước thải tới môi trường và cách xử lý nước thải

Ảnh hưởng của nước thải tới môi trường và cách xử lý nước thải

Nước thải là thuật ngữ được sử dụng cho các vùng nước, sau khi sử dụng của con người, có các đặc điểm tự nhiên thay đổi của chúng. Tùy thuộc vào việc sử dụng thương mại, công nghiệp hoặc trong nước chiếm ưu thế, các vùng nước này sẽ có những đặc điểm khác nhau.

Việc trả lại nước thải cho môi trường nên cung cấp, nếu cần thiết, để xử lý nó,tiếp theo là sự giải phóng thích hợp vào cơ quan tiếp nhận, có thể là sông, hồ hoặc biển, thông qua một sứ giả dưới nước.

Nước thải có thể được vận chuyển bằng đường ống trực tiếp đến sông, hồ, đầm phá hoặc biển hoặc đưa đến các nhà máy xử lý và sau khi được xử lý, trở lại các nguồn nước.

Nước mưa hoặc đơn giản là nước mưa có thể được thoát vào một hệ thống thu gom riêng biệt hoặc trộn vào hệ thống nước thải.

Nước thải không được xử lý có thể gây hại cho môi trường và sức khỏe của con người. Mầm bệnh có thể gây ra các bệnh như tả, diffrhyphthes, sốt phát ban, viêm gan và nhiều bệnh khác.

Giải pháp là một hệ thống vệ sinh đầy đủ, có thể hoặc không bao gồm nhà máy xử lý nước thải, tùy thuộc vào trường hợp cần nghiên cứu. Theo dữ liệu của Liên Hợp Quốc, khoảng 1,1 tỷ người không được tiếp cận với nước sạch và 2,4 tỷ người không có điều kiện vệ sinh cơ bản. Hậu quả của việc này là sự gia tăng số ca tử vong do các bệnh như tiêu chảy và sốt rét.

Thành phần cống rãnh

Nước thải về cơ bản chứa chất hữu cơ và khoáng chất, trong dung dịch và trong hệ thống treo, cũng như lượng vi khuẩn cao và các sinh vật gây bệnh và không gây bệnh khác.

Các sản phẩm khác có thể được xả không đúng cách bên dưới và ném vào mạng lưới nước thải, chẳng hạn như burlap, núm vú giả và các vật liệu khác liên quan đến trẻ em, các vật vệ sinh phụ nữ như băng vệ sinh phụ nữ hoặc các sản phẩm độc hại có nguồn gốc công nghiệp, bao cao su đã qua sử dụng, v.v.

Nước thải kỵ khí tạo ra các loại khí, trong không gian kín, chẳng hạn như đường ống hoặc trạm, có thể tập trung ở mức nguy hiểm, đòi hỏi phải sử dụng các đội vật liệu và cứu hộ đặc biệt.

Khí sunfua là nguyên nhân chính chịu trách nhiệm cho mùi đặc trưng của nước thải trong quá trình phân hủy kỵ khí.

Phương pháp clo hóa nước thải, trước đây được xử lý trong Nhà máy xử lý nước thải, có thể góp phần làm giảm mầm bệnh trong việc giải phóng nước thải. Nó đã được tiết lộ là quá trình chi phí thấp hơn và mức độ hiệu quả cao liên quan đến các quá trình khác như ozonization, khá tốn kém và bức xạ cực tím, chỉ áp dụng cho một số tình huống.

Khí nguy hiểm nhất hiện nay là khí mêtan, bởi vì nó nổ, đã gây ra cái chết của một số công nhân của các công ty vệ sinh.

Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc thu gom nước thải trong thế kỷ 18 và 19, đặc biệt là trong những ngôi nhà giàu có nhất, phụ thuộc vào công việc của nô lệ, cái gọi là "hổ". Mỗi đêm, họ mang theo những chậu đầy mảnh vụn và đi để tán thành chúng xuống biển, nơi họ cũng rửa các latões, bồn tiểu và nước nhổ. Loại thu gom nước thải này diễn ra trước khi gia đình hoàng gia đến Việt Nam vào năm 1808. Sau sự xuất hiện của hoàng gia, Việt Nam đã trải qua nhiều biến đổi đáng kể.

Việc xả nước thải sinh hoạt bừa bãi hiện là một trong những vấn đề môi trường và sức khỏe cộng đồng lớn nhất ở Việt Nam. Trong nước, từ năm 2002 đến 2005, khoảng 32 triệu mét khối nước thải mỗi ngày đã được sản xuất. Trong tổng số này, chỉ có 14 triệu được thu gom và chỉ có 4,8 triệu mét khối nước thải được xử lý, một khối lượng tương ứng với chỉ 15% tổng sản lượng được sản xuất; Dịch vụ này chỉ được mở rộng cho 44% gia đình Việt Nam. Phần còn lại bị vứt bỏ bừa bãi trên sông. Tuy nhiên, đầu tư của Chính phủ chỉ bằng 0,04% tổng sản phẩm quốc nội.  Khoảng 100 triệu người Việt Nam sống hàng ngày mà không cần thu gom và xử lý nước thải. Điều này gây ô nhiễm đất trực tiếp, bên cạnh việc chịu trách nhiệm cho khoảng 30% tổng số ca tử vong quốc gia. 

Ở nhiều thành phố, nước thải không nhận được bất kỳ loại xử lý nào và cuối cùng làm ô nhiễm đất, sông, đại dương và thậm chí cả suối cung cấp nước cho các thành phố.

Nguồn ô nhiễm

Nguồn nước thải bao gồm các hoạt động sinh hoạt hoặc sinh hoạt sau:

Phân người (phân và nước tiểu) thường trộn với giấy vệ sinh. Sự kết hợp này được gọi là nước đen khi được thu thập trong nhà vệ sinh có sẵn nước;

Nước giặt (nhân sự, quần áo, sàn nhà, đồ sành sứ, xe hơi, v.v.), còn được gọi là nước xám;

Chất lỏng dư thừa được sản xuất từ các nguồn gia dụng (đồ uống, dầu ăn, thuốc trừ sâu, dầu bôi trơn, sơn, chất tẩy rửa, v.v.).

Các hoạt động phát sinh nước thải công nghiệp là:

• Thoát nước công nghiệp (phù sa, cát, kiềm, dầu, chất thải hóa học);
• Nước lạnh công nghiệp (chất diệt khuẩn, nhiệt, sllime, chất nhờn);
• Nhiều vùng nước chế biến công nghiệp;
• chất thải hữu cơ hoặc phân hủy sinh học, bao gồm chất thải từ bệnh viện, lò mổ, sản phẩm sữa và nhà máy thực phẩm;
• chất thải hữu cơ hoặc không phân hủy sinh học khó xử lý từ sản xuất dược phẩm hoặc thuốc bảo vệ thực vật;

Sản xuất các bãi chứa axit và kiềm, có độ pH cao;

Dư lượng độc hại của kim loại hóa, sản xuất xyanua, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật;

Chất rắn và nhũ tương từ các nhà máy giấy, nhà máy bôi trơn hoặc dầu thủy lực;

Nước được sử dụng trong nứt thủy lực;

Sản xuất nước từ sản xuất dầu và khí đốt tự nhiên.

Các hoạt động hoặc sự kiện khác tạo ra nước thải:

Đô thị chạy ra khỏi đường cao tốc, đường bộ, bãi đậu xe, mái nhà, vỉa hè, sàn nhà có chứa dầu, phân động vật, rác, xăng, chất thải lốp xe, dầu diesel, cao su, xà phòng, kim loại xả xe, chất rã đông, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu trong vườn;

Ô nhiễm nông nghiệp trực tiếp và lan tỏa.

Nước thải có thể được pha loãng hoặc trộn với các loại nước khác theo các cơ chế sau:

Lượng nước biển (khối lượng lớn muối và vi khuẩn);

Đầu vào nước trực tiếp từ sông;

Mưa thu được trên mái nhà, sân hiên;

Nước ngầm xâm nhập vào cống rãnh;

Trộn với các loại nước thải hoặc đất phân khác.

Ô nhiễm

Thành phần của nước thải rất khác nhau. Đây là một danh sách một phần các chất ô nhiễm có thể chứa trong nước thải:

Chất ô nhiễm hóa học và vật lý

1. Kim loại nặng, bao gồm thủy ngân, chì và crom;

2. Các hạt hữu cơ như phân, tóc, thức ăn, chất nôn, sợi giấy, vật liệu thực vật, mùn;

3. Nguyên liệu hữu cơ hòa tan như urê, đường trái cây, protein hòa tan, dược phẩm;

4. Các hạt vô cơ như cát, sỏi, hạt kim loại, gốm sứ;

5. Vật liệu vô cơ hòa tan như amoniac, muối biển, xyanua, hydrogen sulfide, thiocyatos, thiosulfates;

6. Chất rắn vĩ mô như khăn ăn vệ sinh, tã lót, bao cao su, kim tiêm, đồ chơi trẻ em, động vật, thực vật chết;

7. Các loại khí như hydrogen sulfide, carbon dioxide, metan;

8. Nhũ tương như sơn, chất kết dính, mayonnaise, thuốc nhuộm tóc, dầu nhũ tương;

9. Độc tố như thuốc trừ sâu, chất độc, thuốc diệt cỏ;

10. Thuốc, hormone và các chất nguy hiểm khác;

11. Ô nhiễm nhiệt của nhà máy điện, nhà sản xuất công nghiệp.

Chất ô nhiễm sinh học

Nếu nước thải có chứa phân người, chẳng hạn như nước thải, nó cũng có thể chứa mầm bệnh của một trong bốn loại:

Vi khuẩn như Salmonella, Shigella, Campylobacter, Vibrio cholerae ;

Các loại virus như viêm gan A, rotavirus, enterovirus ;

Protozoarios, chẳng hạn như Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum );

Ký sinh trùng như Ascaris (giun tròn), Ancylostoma (móc), Trichuris (giun roi).

Nó cũng có thể chứa vi khuẩn và động vật không gây bệnh như côn trùng, động vật chân đốt và cá nhỏ.

Chỉ số chất lượng

Bởi vì tất cả các vùng nước tự nhiên đều chứa vi khuẩn và chất dinh dưỡng, hầu như tất cả các hợp chất thải được đưa vào các nguồn nước như vậy sẽ bắt đầu các phản ứng sinh hóa. Những phản ứng sinh hóa này tạo ra những gì được đo trong phòng thí nghiệm dưới dạng nhu cầu oxy sinh hóa (BOD). Các hóa chất như vậy cũng có thể được phân hủy bằng cách sử dụng các chất oxy hóa mạnh và những phản ứng hóa học này tạo ra những gì được đo trong phòng thí nghiệm khi nhu cầu oxy hóa học (WFD). Cả hai xét nghiệm BOD và WFD là thước đo tác động tương đối của sự suy giảm oxy của chất gây ô nhiễm. Cả hai đều được áp dụng rộng rãi như một thước đo ảnh hưởng của ô nhiễm. Thử nghiệm BOD làm giảm nhu cầu oxy của các chất ô nhiễm phân hủy sinh học, trong khi thử nghiệm WFD làm tăng nhu cầu oxy của các chất ô nhiễm có thể oxy hóa.

Bất kỳ vật liệu oxy hóa nào có trong một cơ thể nước hiếu khí tự nhiên hoặc trong nước thải công nghiệp sẽ bị oxy hóa bởi các quá trình sinh hóa (vi khuẩn) hoặc hóa học. Kết quả là hàm lượng oxy trong nước sẽ giảm, và có thể hoặc không thể ảnh hưởng đến môi trường này.

Điều trị

Xử lý nước thải bao gồm tập hợp các quy trình cần thiết để loại bỏ các tạp chất có trong nước thải và chuyển đổi nước thải thành nước thải có thể được nạp lại vào các vùng nước tự nhiên hoặc tái sử dụng trực tiếp. Việc xử lý này được thực hiện trong các nhà máy xử lý nước thải (TARS), nằm trong các cơ sở nơi sự kết hợp của các quá trình vật lý, hóa học và sinh học được sử dụng theo cách làm cho nước thải an toàn hơn cho môi trường hoặc tái sử dụng. Các cơ sở này có thể có ba loại: nhà máy xử lý nước thải thường được sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt, sử dụng các quy trình vật lý, hóa học và sinh học; các nhà máy xử lý nước thải thường được sử dụng bởi các công ty dược phẩm và công nghiệp lớn và tập trung nhiều hơn vào hóa chất; và các nhà máy xử lý nước thải kết hợp thường được lắp đặt tại các trung tâm công nghiệp để giảm chi phí xử lý cho các ngành công nghiệp nhỏ. 

Nước thải sinh hoạt bao gồm một phần nhỏ chất rắn hữu cơ và vô cơ và vi sinh vật. Xử lý nước thải là cần thiết do phần chất thải này. Tuy nhiên, các đặc điểm của nước thải xảy ra theo loại sử dụng mà nước đã được gửi trước đó.

Việc thu gom và xử lý nước thải thường phải tuân theo các quy định và tiêu chuẩn pháp lý của địa phương, tiểu bang và liên bang. Xử lý nước thải thường bao gồm các cấp độ sau: xử lý sơ cấp, sơ cấp, thứ cấp và đại học.

Chính loại bỏ các vật liệu có thể dễ dàng thu thập từ nước thải thô trước khi thỏa hiệp hoặc làm tắc nghẽn thiết bị và đường dây nước thải như cát và chất rắn thô. Việc điều trị chính là vật lý trong tự nhiên và liên quan đến quá trình phân tích và trầm tích để tách chất rắn và chất lỏng; loại bỏ khoảng 60% tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và giảm 30% BOD, không loại bỏ tạp chất hòa tan. Cấp thứ cấp tiên tiến hơn, sử dụng các quá trình không khí và sinh học để tách rời chất rắn; loại bỏ chất hữu cơ hòa tan đã thoát khỏi điều trị chính, loại bỏ hơn 85% TSS và giảm BOD 85%; Cuối cùng, điều trị đại học, vẫn không đủ ở Việt Nam, rất tiên tiến và làm giảm nồng độ nitrat và phốt phát, ngoài việc loại bỏ tới khoảng 99% TSS và BOD. 

Xử lý nước thải có thể là vật lý, hóa học hoặc sinh học. Đầu tiên bao gồm trầm tích (đình chỉ các hạt không hòa tan / nặng trong nước và tách nước sau khi lắng xuống đáy), sục khí (lưu thông không khí qua nước để cung cấp oxy) và lọc (sử dụng bộ lọc để loại bỏ chất gây ô nhiễm). Việc sử dụng các chất oxy hóa như clo và ozone, làm chất khử trùng và trung hòa (bổ sung axit hoặc bazơ để khôi phục độ pH tự nhiên của nước) là những ví dụ về phương pháp điều trị hóa học. Xử lý sinh học bao gồm việc áp dụng các kỹ thuật công nghệ sinh học vào xử lý nước thải.

Những kỹ thuật này có thể là aerobic hoặc kỵ khí. Các quá trình hiếu khí sử dụng các vi sinh vật có khả năng chuyển đổi chất hữu cơ thành CO2 và năng lượng với sự hiện diện của oxy, trong khi các quá trình kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải giàu chất hữu cơ và khu ổ chuột xuất phát từ trầm tích, tạo ra khí metan, có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng thay thế. Một số ví dụ về các quá trình hiếu khí là các thanh được kích hoạt, bộ lọc nhỏ giọt và ao oxy hóa.

Trong các vùng đất hoạt tính, nước thải đi vào bể sục khí và được trộn với hệ thống treo vi khuẩn với sự hiện diện của oxy. Vi khuẩn chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ và hỗn hợp chảy vào bể chứa (chất làm rõ) nơi chất rắn nằm ở phía dưới và nước thải được làm rõ rời khỏi hệ thống. Các chất rắn sau đó được thu thập và một phần được tái chế trở lại vào bể sục khí, trong khi phần còn lại bị loại bỏ. Những chất rắn này bao gồm các vi khuẩn trong "điều kiện đói". Điều này cho phép tăng nồng độ vi sinh vật và tăng trưởng trong các cốt liệu chuyển hóa chất hữu cơ, tạo ra CO2,NO3-, SO42 và PO43.

Trong các bộ lọc nhỏ giọt, nước thải được phun trên một chiếc giường đá phủ màng sinh học. Không gian giữa các tảng đá cho phép lưu thông không khí, duy trì điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật có trong màng sinh học (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh, nấm, v.v.) nhân lên và phân hủy hiếu khí các chất rắn. Nước được xử lý, cùng với màng sinh học rơi xuống, được chuyển đến một bể chứa nước làm ngột ngạt cả hai.

Ao oxy hóa là ao cạn lớn, nơi nước thải được xử lý bằng sự tương tác giữa ánh sáng mặt trời, vi khuẩn và tảo. Tảo phát triển bằng năng lượng mặt trời và các hợp chất vô cơ (CO2,N, P) được sản xuất bởi vi khuẩn. Thông qua quá trình quang hợp, tảo giải phóng oxy cần thiết cho vi khuẩn hiếu khí. Bùn hình thành trong nền bị suy thoái về mặt yếm khí.

Bố trí cuối cùng

Việc xử lý nước thải cuối cùng được xử lý cũng phải tuân theo các quy định pháp lý. Để nước thải được đổ vào tự nhiên, không ảnh hưởng đến môi trường thì phải đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng hiện hành. Nó cũng là cần thiết để thực hiện việc xử lý cuối cùng thích hợp của cổ phần tích lũy trong quá trình xử lý nước thải. Sản phẩm phụ này phải được xử lý và xử lý an toàn và hiệu quả. Các lựa chọn điều trị đậu nành phổ biến nhất bao gồm tiêu hóa kỵ khí, tiêu hóa hiếu khí và ủ phân.

Tái sử dụng

Nước thải được xử lý có thể được tái sử dụng, nói chung, trong các trung tâm đô thị, công nghiệp, cảnh quan, nông nghiệp, môi trường trong nước, môi trường giải trí, nạp lại tầng ngậm nước, nuôi trồng thủy sản và đánh bắt cá.

Có một số công nghệ được sử dụng để xử lý nước thải cho mục đích tái sử dụng. Một sự kết hợp hiệu quả của các công nghệ này đảm bảo rằng nước chế biến là an toàn, không có vi khuẩn và virus. Các công nghệ sau đây có thể được sử dụng để xử lý nước thải để tái sử dụng: ozon hóa, siêu lọc, xử lý hiếu khí trong màng bioreactor, thẩm thấu trán, thẩm thấu ngược và oxy hóa tiên tiến.

Một số hoạt động đòi hỏi nước không đòi hỏi nước chất lượng cao. Trong những trường hợp này, nước thải có thể được tái sử dụng với ít hoặc không được xử lý. Một ví dụ được tìm thấy trong môi trường gia đình, nơi nhà vệ sinh có thể được rửa bằng nước xám từ phòng tắm hoặc từ máy giặt và với ít hoặc không có điều trị.

Tưới tiêu bằng nước thải tái chế cũng có thể được sử dụng để bón phân cho cây nếu nó chứa các chất dinh dưỡng như nitơ, phốt pho và kali. Tuy nhiên, ở một số nước đang phát triển, chẳng hạn như Mexico, nông nghiệp đang sử dụng nước thải chưa qua xử lý để tưới tiêu, thường là vô nghĩa. Có thể có những mối nguy hiểm sức khỏe đáng kể liên quan đến việc sử dụng nước thải chưa qua xử lý trong nông nghiệp. Tổ chức Y tế Thế giới đã phát triển các hướng dẫn về việc sử dụng an toàn loại nước này vào năm 2006. 

 

Xem thêm Tư vấn dịch vụ môi trường