Đề tài Tìm hiểu hiện trạng và đề xuất giải pháp cải thiện nguồn nước thải của cụm công nghiệp Đông Lễ Đông Hà – Quảng Trị

hép kết quả. - Đánh giá được hiện trạng nước thải ở Cụm CN Đông Lễ. - Phân tích rõ nguyên nhân gây ô nhiễm. - Nhìn nhận được hậu quả (nếu ô nhiễm xảy ra) mà nước thải đó gây ra. - Đề xuất một số giải pháp. 1.3 Nội dung nghiên cứu * Thu thập tài liệu: - Thu thập tài liệu về Cụm CN Đông Lễ tại BQL các Cụm CN thành phố Đông Hà và nguồn điều tra nhanh. - Lấy mẫu tại hai điểm xả nước thải của Cụm CN Đông Lễ. - Thời gian lấy mẫu vào hai tháng 6 và tháng 8 (hai tháng có mật độ sản xuất điển hình nhất của Cụm CN Đông Lễ). * Điều tra, khảo sát thực địa: - Nhóm nghiên cứu sẽ đi đến Cụm CN, tìm hiểu tình hình sản xuất, các loại hình sảnxuất chính mà nước thải khối lượng lớn và chứa nhiều chất độc hại. - Khảo sát hệ thống xử lý nước thải trước khi thải ra Môi trường. - Khảo sát hệ thống dẫn nước thải của Cụm CN, điểm tiếp nhận nước thải đó(hồTrung Chỉ). * Phân tích mẫu nước thải: - Phân tích một số thông số môi trường sau: pH, nhiệt độ, BOD, COD,Coliform và một số ion kim loại nặng… 1.4. Giới hạn của đề tài - Đề tài nghiên cứu khoa học này nhằm mục đích tìm hiểu hiện trạng ô nhiễm nước thải của Cụm CN Đông Lễ đối với môi trường. - Đề xuất cái giải pháp quản lý, xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011 trước khi thải ra môi trường. - Dùng làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên ham mê nghiên cứu khao học. 1.5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu: Nhóm tiến hành tìm hiểu thông tin về các đặc điểm của nguồn nước mặt, thông tin về Cụm CN Đông Lễ cũng như hiện trạng nguồn nước tại điểm thải ra qua các thông tin (số liệu)lấy từ Trung tâm quan trắc tỉnh Quảng Trị, Ban quản lý Cụm CN Đông Hà và diều tra tổng hợp …. Trong quá trình thu thập cần xác minh cần thường xuyên kiểm chứng thông tin nhằm đảm bảo tính chính xác của thông tin, sát với thực tế (sau đó thông tin sẽ được phân tích định tính và định lượng.) Phương pháp khảo sát thực địa Nhóm tiến hành khảo sát thực địa, lấy mẫu nước thải tại hai cống xả thải của Cụm CN Đông Lễ (một cống sau Công ty TNHH TM Hoàng Thi; một sống sau Công ty TNHH MTV Hoàng Đức Linh). Đưa mẫu đến Trung tâm quan trắc tỉnh Quảng Trị phân tích và lấy số liệu. 1.6. Ý nghĩa của đề tài - Đánh giá hiện trạng nước thải công nghiệp tại Cụm CN Đông Lễ. - Giúp sinh viên nắm vững (củng cố) những kiến thức đã học. - Nâng cao khả năng thu thập, xử lý thông tin và thực hành lấy mẫu thực tế. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC MẶT VÀ NƯỚC Ô NHIỄM 2.1. Tổng quan về nước mặt. 2.1.1. Khái niệm về nước mặt Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi lượng mưa hàng năm và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất. Lượng mưa này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng mưa và tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước. 2.1.2. Các chỉ tiêu nguồn nước mặt Các chỉ tiêu thường gặp Bao gồm các chỉ tiêu nhiệt độ, màu, mùi vị, độ dẫn điện, độ phóng xạ,...có thể được xác định bằng định tính hoặc định lượng,độ pH (độ axit hoặc độ kiềm), lượng chất lơ lửng, các chỉ số BOD, COD, oxy hoà tan (DO), dầu mỡ, clorua, sunphat, amôn, nitrit, nitrat, photphat, các nguyên tố vi lượng, kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các chất tẩy rửa và nhiều loại chất độc khác, Coliform, Fecal streptococus, tổng số vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và các sinh vật gây bệnh… Các chỉ tiêu theo QCVN 40:2011 - Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải - Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong n ước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải được tính toán như sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: - Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong n ước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải. - C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp quy định tại Bảng 1 ; - Kqlà hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định tại mục 2.3 ứng với lưu lượng dòng chảy của sông, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích của hồ, ao, đầm; mục đích sử dụng của vùng nước biển ven bờ; - Kf: là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.4 ứng với tổng lưu lượng nước thải của các cơ sở công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải; Bảng 1.1: Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị Giá trị C A1 A2 B1 B2 1 pH - 6 – 8.5 5.5 - 9 2 BOD5 (20oC) mg/l 4 6 15 25 3 COD mg/l 10 15 50 100 4 Chất rắn lơ lửng mg/l 20 30 50 100 5 NH4-N mg/l 0.1 0.2 0.5 1 6 Đồng mg/l 0.1 0.2 0.5 1 7 Kẽm mg/l 0.5 1 1.5 2 8 Sắt mg/l 0.5 1 1.5 2 9 Coliform vi khuẩn/100ml 2500 5000 7500 10000 Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau. A1- Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2- Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, bảo tồn động thực vật thủy sinh hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2. B1- Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2. B2- Giao thông thủy và các mục đích khác có yêu cầu nước chất lượng thấp. 2.1.3. Vai trò nguồn nước mặt Nước tham gia vào thành phần cấu trúc của sinh quyển và điều hòa các yếu tố của khí hậu, đất đai và sinh vật thông qua chu trình vận động của nó. Nước còn chứa đựng những tiềm năng khác, đáp ứng những nhu cầu đa dạng của con người: Cấp nước sinh hoạt tưới tiêu cho nông nghiệp; dùng cho sản xuất công nghiệp, tạo ra điện năng và nhiều thắng cảnh văn hóa khác... Hiện nay, do sự gia tăng dân số, con người ngày càng khai thác và sử dụng nhiều tài nguyên nước hơn, đặc biệt là cho các hoạt động nông nghiệp và công nghiệp, kéo theo đó là áp lực về nguồn nước gia tăng, có nhiều nơi nguồn nước khan hiếm trong khi những nơi khác lại dư thừa nước gây ngập lụt. Suốt từ những năm 1970 đến nay, hàng năm lũ lụt gây ảnh huởngdến 174 triệu người và làm 4,7 triệu người chết, trong khi đó, báo cáo của UNEP năm 2011 cảnh báo: có 1,6 tỷ người trên thế giới đang sống ở những vùng khan hiếm nước. Hình 2.1: Sơ đồ phân bố tài nguyên nước trên thế giới hiện nay Ngoài ra, con người cũng đang làm ô nhiễm nguồn nước bằng các chất thải từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Tại các nước đang phát triển, có tới 90% nước thải sinh hoạt và 60% nước thải công nghiệp đổ vào sông, hồ mà chưa qua xử lý. 2.2. Tổng quan về nước ô nhiễm 2.2.1. Khái niệm về ô nhiễm nước Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất môi trường nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người bởi sự có mặt của các tác nhân vượt quá tiêu chuẩn cho phé 2.2.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo: - Nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió, bã, lụt - Nguồn gốc nhân tạo: Do sự thải các chất độc hại, chủ yếu dưới dạng lỏng vào môi trường nước từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc bảo vệ thực vật,... 2.2.3. Nguồn và tác nhân gây ô nhiễm * Các hợp chất hữu cơ - Các hợp chất hữu cơ không bền: các cacbonhydrat, các loại protein, các chất béo, ... - Các hợp chất hữu cơ bền vững thường là các hợp chất có độc tính sinh học cao, khó bị phân hủy bởi các tác nhân VSV: các hợp chất phenol, các loại hóa chất bảo vệ thực vật hữu cơ, tanin và lignin, các hydrocacbon đa vòng và ngưng tụ,... * Các kim loại nặng Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn… thường không tham gia hoặc ít tham gia và quá trình sinh hóa của các thể sinh vật và thường tích lũy trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện tượng nước bị nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và các khu vực khai thác khoáng sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại trong nước. Một số trường hợp xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt các loại cá và thủy sinh vật.     Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không qua xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường có liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải. - Chì (Pb): có độc tính đối với não, có thể gây chết người nếu bị nhiễm độc nặng. - Thủy ngân (Hg): rất độc với người và thủy sinh. - Asen (As): rất độc, dễ dàng hấp thụ vào cơ thể qua ăn uống, hô hấp, qua da. Gây ung thư da, phổi, xương, và làm sai lệch NST. Các nguyên tố khác có độc tính cao như: Cadimi, Selen, Crom, Niken, ... là tác nhân gây hại cho người và thủy sinh ngay ở nồng độ thấp. * Các chất rắn Có trong nước tự nhiên là do quá trình xói mòn, do nước chảy tràn từ đồng ruộng, do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Có thể gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt. * Màu: được tạo ra do: - Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi các tác nhân VSV. - Sự phát triển của một số loài thực vật nước: tảo, rong rêu, ... - Có chứa các hợp chất sắt, mangan ở dạng keo. - Có chứa các tác nhân gây màu: kim loại (Cr, Fe, ...), các hợp chất hữu cơ tanin, lignin, ... * Mùi: do các nguyên nhân: - Có các chất hữu cơ từ cống rãnh khu dân cư, các xí nghiệp chế biến thực phẩm. - Có các sản phẩm từ sự phân hủy các xác chết động vật. - Nước thải công nghiệp hóa chất, chế biến dầu mỡ. - Các chất dinh dưỡng Việc sử dụng dư thừa các chất dinh dưỡng vô cơ (photphat, muối amon, ure, nitrat, kali, ...) trong quá trình sử dụng phân bón cho cây trồng sẽ gây nên hiện tượng phì dưỡng trong nước bề mặt.v.v. 2.2.4. Những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá nguồn nước bị ô nhiễm và phương pháp xác định 2.2.4.1 pH Khái niệm: pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, độ hoạt động của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw) = 1,011 × 10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa (độ hoạt động của các ion hiđrô cân bằng với độ hoạt động của các ion hiđrôxít) có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm. pH có thể được đo: Bằng cách bổ sung chất chỉ thị pH vào trong dung dịch đang nghiên cứu. Màu của chất chỉ thị sẽ dao động phụ thuộc vào pH của dung dịch. Trong việc sử dụng các chất chỉ thị thì việc xác định định tính có thể thực hiện với các chất chỉ thị phổ biến có khoảng dao động màu rộng trên một khoảng pH lớn và việc xác định định lượng có thể thực hiện bằng cách sử dụng các chất chỉ thị có sự thay đổi màu mạnh trên một khoảng pH nhỏ. Màu sắc của các chất chỉ thị pH có thể được chia làm 14 thang bậc thông dụng như hình vẽ bên. Các phép đo cực kỳ chính xác có thể thực hiện trên một khoảng pH rộng bằng sử dụng các chất chỉ thị có nhiều trạng thái cân bằng (ví dụ HI) chung với các phương pháp quang phổ để xác định sự phổ biến tương đối của mỗi thành phần phụ thuộc pH đã tạo ra màu của dung dịch. Bằng cách sử dụng máy đo pH cùng với các điện cực có chọn lựa pH (điện cực thủy tinh pH, điện cực hiđrô, điện cực quinhiđrôn và nhiều loại khác). Thang đo pH Một số giá trị pH phổ biến Chất pH Nước thoát từ các mỏ -3.6 – 1,0 Axít ắc quy < 1,0 Dịch vị dạ dày 2,0 Nước chanh 2,4 Cola 2,5 Dấm 2,9 Nước cam hay táo 3,5 Bia 4,5 Cà phê 5,0 Nước chè 5.5 Mưa axít < 5,6 Sữa 6,5 Nước tinh khiết 7,0 Nước bọt của người khỏe mạnh 6,5 – 7,4 Máu 7,34 – 7,45 Nước biển 8,0 Xà phòng 9,0 – 10,0 Amôniắc dùng trong gia đình 11,5 Chất tẩy 12,5 Thuốc giặt quần áo 13,5 2.2.4.2. DO DO (Dessolved Oxygen) là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các thủy sinh. Trong các chất khí hòa tan trong nước, oxy hòa tan đóng một vai trò rất quan trọng. Oxy hòa tan cần thiết cho sinh vật thủy sinh phát triển, nó là điều kiện không thể thiếu của quá trình phân hủy hiếu khí của vi sinh vật. Khi nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật thì lượng oxy hòa tan trong nước sẽ bị tiêu thụ bớt, do đó giá trị DO sẽ thấp hơn so với DO bảo hòa tại điều kiện đó. Vì vậy DO được sử dụng như một thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của các nguồn nước. DO có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của sông (assimilative capacity - AC). Đơn vị tính của DO thường dùng là mg/l. Phương pháp xác định D:. Có thể xác định DO bằng hai phương pháp khác nhau: - Phương pháp Winkler (hóa học). - Phương pháp điện cực oxy hòa tan - máy đo oxy. Kỹ thuật phân tích. - Phương pháp Winkler: Cách tiến hành: Oxy trong nước được cố định ngay sau khi lấy mẫu bằng hỗn hợp chất cố định (MnSO4 , KI, NaN3), lúc này oxy hòa tan trong mẫu sẽ phản ứng với Mn2+ tạo thành MnO2. Khi đem mẫu về phòng thí nghiệm, thêm acid sulfuric hay phosphoric vào mẫu, lúc này MnO2 sẽ oxy hóa I- thành I2. Chuẩn độ I2 tạo thành bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột. Tính ra lượng O2 có trong mẫu theo công thức: DO (mg/l) = (VTB x N/ VM ) x 8 x 1.000 Trong đó: VTB: là thể tích trung bình dung dịch Na2S2O3 0,01N  (ml) trong các lần chuẩn độ. N: là nồng độ đương lượng gam của dung dịch Na2S2O3 đã sử dụng. 8: là đương lượng gam của oxy. VM: là thể tích (ml) mẫu nước đem chuẩn độ. 1.000: là hệ số chuyển đổi thành lít. - Phương pháp điện cực oxy hoà tan- máy đo oxy: Đây là phương pháp được sử dụng rất phổ biến hiện nay. Máy đo DO được dùng để xác định nồng độ oxy hòa tan ngay tại hiện trường. Điện cực của máy đo DO hoạt động theo nguyên tắc: dòng điện xuất hiện trong điện cực tỷ lệ với lượng oxy hòa tan trong nước khuếch tán qua màng điện cực, trong lúc đó lượng oxy khuếch tán qua màng lại tỷ lệ với nồng độ của oxy hòa tan. Đo cường độ dòng điện xuất hiện này cho phép xác định được DO 2.2.4.2. BOD Nhu cầu ôxy hóa sinh học hay nhu cầu ôxy sinh học (ký hiệu: BOD, từ viết tắt trong tiếng Anh của Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand) là lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá các chất hữu cơ trong nước bởi vi sinh vật. BOD là một chỉ số và đồng thời là một thủ tục được sử dụng để xác định xem các sinh vật sử dụng hết ôxy trong nước nhanh hay chậm như thế nào. Nó được sử dụng trong quản lý và khảo sát chất lượng nước cũng như trong sinh thái học hay khoa học môi trường. BOD5: Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở 20oC. Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký hiệu BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá. Phương pháp xác định BOD:1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quảnLấy mẫu và bảo quản theo TCVN 4556-88 phương pháp lấy mẫu, vận chuyển, bảo quản mẫu.Thiết bị• Chai BOD 300 ml.• Beaker 1 lít• Buret 10 ml • Pipet 2ml, 5ml,10mlHóa chất• Dung dịch manganous sulfate: Hòa tan 480g MnSO44.4H2O hoặc 400g MnSO4. 2H2O hoặc 364g MnSO4.H2O trong nước cất. Định mức đủ 1000ml.• Dung dịch Alkali-iodide-azide: Hòa tan 500g NaOH (hoặc 700g KOH) và 135 g NaI (hoặc KI), định mức thành 1000ml. Thêm 10g NaN3 (hòa tan trong 40ml nước.• Dung dịch chỉ thị tinh bột: Hòa tan 2g tinh bột và 0,2g salicylic acid trong 100ml nước cất.• Acid H2SO4 đậm đặc• Dung dịch sodium thiosulfate chuẩn: Hòa tan 6,205g Na2S2O3.5H2O, thêm 1,5ml dung dịch NaOH 6N hoặc 0,4g NaOH tinh thể. Định mức thành 1000ml. Chuẩn độ lại bằng dung dịch Bi-iodate.• Dung dịch chuẩn Potassium bi-iodate: Hòa tan 812,4 mg KH(IO3)2 và định mức thành 1000ml.Chuẩn độ lại dd sodium thiosulfate: Hòa tan 2g KI trong 100-150ml nước. Thêm 1ml 6N H2SO4 hoặc vài giọt H2SO4 và 20 ml bi-iodate, pha loãng thành 200ml. Dùng dung dịch thiosulfate để chuẩn độ, thêm và giọt chỉ thị hồ tinh bột khi dung dịch có màu vàng nhạt. Tiếp tục chuẩn độ, dung dịch từ màu xanh chuyển sang không màu thì dừng lại. Nếu dung dịch thiosulfate được dùng hết 20ml để chuẩn độ thì dung dịch có nồng độ 0,025M. Nếu không thì phải chỉnh dung dịch thiosulfate đến nồng độ 0,025M.• Dung dịch đệm phosphate: Hòa tan 8,5g KH2PO4, 21,75g K2HPO4, 33,4g NaHPO4.7H2O và 1,7g NH4Cl, định mức thành 1000ml.• Dung dịch Magnesium sulfate: Hòa tan 22,5g MgSO4.7H2O thành 1000ml.• Dung dịch Calcium chlotide: Hòa tan 27,5g CaCl2 thành 1000ml.• Dung dịch Ferric chloride: Hòa tan 0,25g FeCl3.6H2O thành 1000ml.2. Phương pháp đo Về mặt lý thuyết , thời gian để quá trình oxy hóa sinh học sảy ra hoàn toàn là kéo dài vô tận nhưng về mặt thực tế thì điều này không có ý nghĩa. Thông thường thời gian thí nghiệm ủ BOD từ 5 (BOD5) đến 20 ngày (BOD20 ) tùy mục đích nghiên cứu. Và thí nghiệm BOD5 hiện đang được sử dụng nhiều để xác định thành phần hữu cơ phân hủy sinh học của nước thải.Nguyên lý của phương pháp này là xác định BOD trực tiếp bằng cách đo lượng oxi hòa tan trong nước bị tiêu thụ trong thời gian đã định ở điều kiện tiêu chuẩn 20oC bằng phương pháp pha loãng và nuôi cấy vi sinh vật với mẫu phân tích.Thông thường người ta xác định BOD cho 5 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn là: độ pH = 6,5 – 7 nhiệt độ 20oC ủ trong tối.Cách tiến hành:• Chuẩn bị nước pha loãng mẫuNước pha loãng được chuẩn bị bằng cách pha thêm 1ml từng dung dịch đệm phosphat, MgSO4, CaCl2, FeCl3 vào mỗi lít nước cất.Để nước dùng pha loãng đạt nhiệt độ 20oC và làm cho bão hòa oxy bằng cách lắc hoặc sục khí.• Cấy bổ sung vi khuẩnMột số loại mẫu không có hoặc không chứa đủ mật độ vi khuẩn như: một vài loại nước thải công nghiệp chưa xử lý, nước thải khử trùng, nước thải có nhiệt độ cao hoặc có pH quá axit hay quá kiềm, khi phân tích BOD cần phải bổ sung thêm vi khuẩn.Vi khuẩn dùng để cấy bổ sung có thể lấy từ nước thải đầu ra của hệ thống xử lý sinh học hoặc từ nước thải sinh hoạt.Nước thải sinh hoạt trước khi dùng để cấy phải được để lắng ở nhiệt độ phòng ít nhất 1 giờ nhưng không lâu quá 36 giờ.Nếu nước thải của hệ thống xử lý sinh học được dùng để cấy bổ sung vi khuẩn thì cần phải thêm chất ức chế quá trình nitrate hóa.Mẫu cấy bổ sung vi khuẩn có thể được thêm vào nước pha loãng hoặc cho trực tiếp vào chai BOD.Mẫu kiểm tra (seed control): Mẫu dùng để cấy bổ sung vi khuẩn cũng được phân tích BOD5 như là mẫu đang phân tích.Mẫu quá axit hoặc quá kiềm: Trung hòa mẫu bằng H2SO4 hay NaOH đến pH 6,5- 7,5. Chú ý: Thể tích mẫu dùng trung hòa không làm pha loãng mẫu quá 0,5%.Mẫu có chứa Clo đáng kể: Khử Clo bằng dung dịch Na2S2O3 0,025 N.Lượng dung dịch Na2S2O30,025N cần thêm vào mẫu để khử clo được xác định như sau: Thêm 10ml axit acetic (1+1) hay H2SO4 (1:50) vào 1 lít mẫu, sau đó tiếp tục thêm 10ml KI 10% rồi định phân bằng Na2S2O3 0,025N cho đến điểm tương đương (dùng chỉ thị hồ tinh bột).Lấy thể tích Na2S2O3 0,025N vừa được xác định như trên thêm vào mẫu, lắc đều, lắc đều yên 10 – 20 phút kiểm tra lại nồng độ clo dư.Mẫu quá bão hòa oxy: Khi mẫu có nồng độ oxy cao hơn 9mg/l có thể do mẫu nước quá lạnh hoặc trong nước có xảy ra quá trình quang hợp. Để không mất lượng oxy trong thời gian ủ, trước khi phân tích mẫu phải được để ổn định đến nhiệt độ 20oC và làm giảm độ quá bảo hòa oxy bằng cách lắc hoặc sục khí mạnh.Pha loãng mẫu: Kết quả phân tích chỉ đáng tin cậy khi sau 5 ngày ủ hàm lượng DO còn lại ít nhất 1mg/l hoặc được tiêu thụ ít nhất 2mg/l. Cần phải pha loãng mẫu sao cho nồng độ DO sau 5 ngày nằm trong khoảng giới hạn này.Kinh nghiệm: Phân tích mẫu với nhiều độ pha loãng khác nhau và xác định chỉ tiêu COD để ước đoán tỷ lệ pha loãng phân tích BOD5 .Tham khảo tỷ lệ pha loãng theo bảng sau:Nước thải công nghiệp nhiễm bẩn nặng 0,1-1%Nước cống chưa xử lý hoặc đã lắng 1-5%Dòng chảy đã trải qua tiến trình oxy hóa 5-25%Các dòng sông ô nhiễm ( nơi nhận nước thải) 25-100% Ví dụ: đối với nước thải sinh hoạt và nước thải của một số ngành công nghiệp có thành phần gần giống với nước thải sinh hoạt thì lượng oxy tiêu hao để oxy hóa các chất hữu cơ trong vài ngày đầu chiếm 21%, qua 5 ngày đêm chiếm 87% và qua 20 ngày đêm chiếm 99%. Để kiểm tra khả năng làm việc của các công trình xử lý nước thải người ta thường dùng chỉ tiêu BOD5. Khi biết BOD5 có thể tính gần đúng BOD20 bằng cách chia cho hệ số biến đổi 0,68. BOD20 = BOD5 : 0,68 Hoặc tính BOD cuối cùng khi biết BOD ở một thời điểm nào đó người ta có thể dùng công thức: BODt = Lo (1 - e-kt) hay BODt = Lo (1 - 10-Kt) Trong đó BODt: BOD tại thời điểm t (3 ngày, 5 ngày...) Lo: BOD cuối cùng k: tốc độ phản ứng (d-1) tính theo hệ số e K: tốc độ phản ứng (d-1) tính theo hệ số 10, k = 2,303(K) 2.2.4.3. COD Là lượng ô xi cần thiết để oxi hóa hóa học hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước thải. Đơn vị MgO2/l. Chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ về lượng tổng các chất hữu cơ trong nước thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng phương pháp sinh hóa và cũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao để tạo nên tế bào vi khuẩn mới. Do đó để đánh giá một cách đầy đủ lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ trong nước thải người ta sử dụng chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học. Nhu cầu ôxy hóa học (COD - viết tắt từ tiếng Anh: chemical oxygen demand) là lượng oxy có trong Kali bicromat (K2Cr2O7) đã dùng để oxy hoá chất hữu cơ trong nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đo gián tiếp khối lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước. Phần lớn các ứng dụng của COD xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong nước bề mặt (ví dụ trong các con sông hay hồ), làm cho COD là một phép đo hữu ích về chất lượng nước. Nó được biểu diễn theo đơn vị đo là miligam trên lít (mg/L), chỉ ra khối lượng ôxy cần tiêu hao trên một lít dung dịch. Phương pháp xác định COD: Trong nhiều năm, tác nhân ôxi hóa mạnh là pemanganat kali (KMnO4) đã được sử dụng để đo nhu cầu ôxy hóa học. Tính hiệu quả của pemanaganat kali trong việc ôxi hóa các hợp chất hữu cơ bị dao động khá lớn. Điều này chỉ ra rằng pemanganat kali không thể có hiệu quả trong việc ôxi hóa tất cả các chất hữu cơ có trong dung dịch nước, làm cho nó trở thành một tác nhân tương đối kém trong việc xác định chỉ số COD. Kể từ đó, các tác nhân ôxi hóa khác như sulfatxêri, iodat kali hay dicromat kali đã được sử dụng để xác định COD. Trong đó, dicromat kali (K2Cr2O7) là có hiệu quả nhất: tương đối rẻ, dể dàng tinh chế và có khả năng gần như ôxi hóa hoàn toàn mọi chất hữu cơ. Phương pháp đo COD bằng tác nhân oxy hoá cho kết quả sau 3 giờ và số liệu COD chuyển đổi sang BOD khi việc thí nghiệm đủ nhiều để rút ra hệ số tương quan có độ tin cậy lớn. Kết hợp 2 loại số liệu BOD, COD cho phép đánh giá lượng hữu cơ đối với sự phân hủy sinh học. 2.2.4.4. Coliform Coliform là các vi khuẩn hình que như Cirtobacter, Enterobacter, Escherichia,.... Số liệu coliform cung cấp cho chúng ta thông tin về mức độ vệ sinh trong nước và điều kiện vệ sinh môi trường xung quanh. 2.2.4.5. Các chỉ tiêu khác. Ngoài những chỉ tiêu cơ bản trên còn có các chỉ tiêu khác như màu sắc, mùi vị, độ đục, nhiệt độ, độ pH, tổng hàm lượng chất rắn, kim loại nặng,.. Tùy theo các quy chuẩn và mục đích nghiên cứu mà có những lựa chọn thông số đánh giá và các mức độ cho phép khác nhau. CHƯƠNG 3: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng quan về Cụm CN Đông Lễ 3.1.1. Vị trí, ranh giới Cụm CN Đông Lễ - Phía Đông Bắc giáp đường nhựa chuyên dùng của công ty cấp thoát nước; - Phía Tây Nam giáp khu vực nghĩa địa; - Phía Đông Nam giáp khu đất của cty giống cây trồng và hội làm vườn; - Phía Tây Bắc giáp lâm viên và khu nghĩa địa. Điểm có dân cư gần nhất cách CCN khoảng 100m về phía Nam, đó là một số hộ nông dân của hội làm vườn. Cách CCN khoảng 400m về phía Đông là dân cư Phường Đông Lễ; cách 500m về phía Đông Bắc là dân cư KP8 Phường 5; cách 1.1 km về phía Bắc Đông Bắc là KP11 Phường 5. 3.1.2. Đặc trưng thủy văn khu vực nghiên cứu - Địa hình của CCN bằng phẳng , thoát nước tốt, không bị ngập úng. - CCN được xây dựng trên nền địa chất khá vững chắc. Nền đá gốc phân bổ tương đối nông, cường độ chịu tải của đá khá lớn, đảm bảo cho sự ổn định của công trình. - CCN được xây dựng ở thành phố Đông Hà nên chịu ảnh hưởng đặc trưng của khí hậu Đông Hà như sau: + CCN nằm trọn vẹn trong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, ở vùng này khí hậu khắc nghiệt, chịu hậu quả nặng nề của gió tây nam khô nóng, bão, mưa lớn, khí hậu biến động mạnh, thời tiết diễn biến thất thường, vì vậy trong sản xuất gặp không ít khó khăn. Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 20-25oC, tháng 7 cao nhất còn tháng 1 thấp nhất. Nhiệt độ tối cao trong năm vào các tháng nóng trên 40oC , nhiệt độ thấp nhất trong năm có thể xuống tới 8-10oC. Lượng mưa: Mùa mưa diễn ra từ tháng 9 đến tháng 1, lượng mưa khoảng 75-85% tổng lượng mưa cả năm. Các tháng mưa kéo dài, lớn là tháng 9-11 (khoảng 600 mm). Tháng ít mưa nhất là tháng 2- tháng 7 (thấp nhất là 40mm/tháng). Tổng lượng mưa cả năm dao động khoảng 2000–2700 mm, số ngày mưa 130-180 ngày. Độ ẩm: độ ẩm tương đối trung bình, tháng ẩm 85-90%, còn tháng khô thường dưới 50%, có khi xuống tới 30%. Gió tây nam khô nóng, thường gọi là "gió Lào", thường xuất hiện vào tháng 3-9 và gay gắt nhất tháng 4-5 đến tháng 8. Hàng năm có 40-60 ngày khô nóng. 3.1.3. Đặc điểm kinh tế, giao thông khu vực Cụm CN Đông Lễ Quốc lộ 9D, đường Lý Thường Kiệt và đường Trần Bình Trọng là các tuyến giao thông chính của CCN Đông Lễ. Trong đó Quốc lộ 9D có vai trò quan trọng nhất, nối liền với Quốc lộ 1A - tuyến giao thông huyết mạch cả nước. Đường giao thông nội bộ CCN được quy hoạch theo nguyên tắc đảm bảo an toàn, hợp lý giữa các xí nghiệp, nhà máy và liên hệ với bên ngoài thuận tiện. Điều kiện này thuận lợi cho Dự án trong việc vận chuyển nhập nguyên liệu, nhiên vật liệu hay tiêu thụ sản phẩm. 3.1.4 Các thành phần sản xuất trong cụm CN(nh nghỉ miềng có thể sử dụng số liệu ảo, đều phải coi kỹ kỹ a, cái ni mai đi điều tra lun) Bảng 3.1:Các thành phần sản xuất trong cụm CN STT Tên Công ty – Nhà máy Ngành sản xuất Số lượng công nhân 1 Công ty TNHH Hoàng Thi Sản xuất chế biến gỗ 120 2 Nhà máy sản xuất giấy Hoàng Ngọc Sản xuất giấy (từ phôi) 105 3 Nhà máy sản xuất áo mưa Đức Lợi Sản xuất áo mưa 150 5 Xưởng đúc cột bê tông Gia Minh Đúc cột bê tông; cột BTS 50 6 Công ty TNHH Thang Trương Luyện phôi thép; đúc thép hợp kim 80 7 Garage sửa chữa ô tô Chí Thành Sửa chữa ô tô 15 3.2. Nội dung nghiên cứu. 3.2.1. Vị trí lấy mẫu Hệ thống thu gom nước thải và nước mưa chảy tràn của Cụm CN Đông Lễ được bố trí xung quanh Cụm và dọc các tuyến đường nội bộ. Sau đó, nước sẽ được thải ra từ hai miệng ống : - Tại vị trí xả thải ra môi trường của CCN Đông Lễ, gần Công ty TNHH MTV Hoàng Thi; - Tại vị trí xả thải ra môi trường của CCN Đông Lễ, gần Công ty TNHH Hoàng Đức Linh. Qua quá trình tìm hiểu hệ thống thoát nước của Cụm CN, có những nhận xét sau: - Tại Vị trí 1, nước thải chủ yếu là nước mưa chảy tràn trong Cụm và dọc theo đường Trần Bình Trọng. Do vậy, không thể lấy mẫu tại cống này để phân tích, kết quả không chính xác. - Tại Vị trí 2, là điểm tiếp nhận nước thải sản xuất và sinh hoạt từ các Nhà máy, xưởng sản xuất trong Cụm CN. Do vậy, đây là điểm lấy mẫu phân tích chính của Cụm CN. Cống thải nước thải ra môi trường 3.2.2. Thông tin lấy 3.2.3.1. Thông tin lấy mẫu lần 1 Thời gian: 15h00 thứ 3 trung tuần tháng 7 năm 2012 Địa điểm: Tại vị trí xử thải ra môi trường của Cụm CN Đông Lễ, gần Công ty TNHH Hoàng Đức Linh. Nhận xét: - Thời gian : 30/05/ 2012. - Thời điểm lấy mẫu là giữa buổi chiều ngày thứ 4 của trong tuần. 3.2.3.2. Thông tin lấy mẫu lần 2 Thời gian: 15h30 Địa điểm: Tại vị trí xử thải ra môi trường của Cụm CN Đông Lễ, gần Công ty TNHH Hoàng Đức Linh. Nhận xét: - Thời gian : 16/08/ 2012. - Thời điểm lấy mẫu là giữa buổi chiều ngày thứ 5 trong tuần . 3.2.3. Các thông số phân tích 3.2.3.1. pH Là một trong những chỉ tiêu cần xác định của nước thải. Chỉ số này cho thấy cần phải trung hoà hay không, tính lượng hoá chất cần thiết trong quá trình keo tụ, khử khuẩn… 3.2.3.2. BOD ( nhu cầu oxy sinh hoá) Là lượng Oxi cần thiết để Ô xi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước thải bởi sinh vật. Thông thường người ta đo BOD5 ( thời gian ủ 5 ngày). 3.2.3.3. COD (nhu cầu oxy hoá học) Là lượng ô xi cần thiết để oxi hóa hóa học hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước thải. Đơn vị MgO2/l. Chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ về lượng tổng các chất hữu cơ trong nước thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng phương pháp sinh hóa và cũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao để tạo nên tế bào vi khuẩn mới. 3.2.3.4. TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) Được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 11 mẫu nước trên bếp cách thuỷ rồi sấy khổ ở nhiệt độ 103 0C cho đến khi nhiệt độ không đổi. Đơn vị là mg/l. 3.2.3.5. Kim loại nặng 3.2.3.4.1 Sắt Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin. Theo TCVN 6177:1996. 3.2.3.4.1 Đồng, Kẽm Xác định đồng theo phương pháp trắc phổ hấp phụ nguyên tử ngọn lửa TCVN 6193:1996. 3.2.3.6.NitơAmoni Các hợp chất có chứa ni tơ trong nước thải thông thường là các hợp chất protein và hợp chất phân huỷ : amon, nitrat, nitrit. Chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước. Trong nước rất cần một lượng ni tơ phù hợp, đặc biệt là trong nước thải. Mối quan hệ giữa BOD5 với N và P có ảnh hưởng rất lớn đến qua trình hình thành và oxi hoá của bùn hoạt tính. Thông thường phân tích N-NH3 theo phương pháp Kjeldahn. 3.2.3.7 Coliform Coliform là các vi khuẩn hình que như Cirtobacter, Enterobacter, Escherichia,.... Số liệu coliform cung cấp cho chúng ta thông tin về mức độ vệ sinh trong nước và điều kiện vệ sinh môi trường xung quanh. Thông thường Coliform được xác định theo phương pháp đếm. 3.2.4. Kết quả phân tích 3.2.4.1. Kết quả phân tích và biểu đồ số liệu lần 1 Bảng 3.2: Kết quả một số chỉ tiêu trong nước thải của CCN Đông Lễ lần 1 STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 40:2011 cột B 1 pH TCVN 6492:2011 - 6.14 5.5 – 9 2 TSS TCVN 6625:2000 mg/l 92 100 3 BOD5 TCVN 6001-1:2008 mg/l 136 50 4 COD SMEWW5520D:2005 mg/l 218 150 5 NH4-N SMEWW4500F:2005 mg/l 23.5 10 6 Fe TCVN 6177:1996 mg/l 0.53 5 7 Cu TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.05) 2 8 Zn TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.02) 3 9 Coliform TCVN 6187 - 2:1996 MPN/100ml 46000 3000 Biểu đồ 3.1: So sánh kết quả các chỉ tiêu trong nước thải với QCVN 40:2011lần 1 Lưu ý: Kết quả Coliform tính theo đơn vị MPN/100ml và nhân với 103. Các giá trị khác tính theo đơn vị mg/l. Dựa vào Bảng 3.1 và biểu đồ so sánh rút ra một số nhận xét sau: - Các chỉ tiêu pH, TSS, Cu, Fe, Zn đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 40:2011. - Những chỉ tiêu còn lại vượt mức tiêu chuẩn cho phép như: BOD5 vượt 2.72 lần; COD vượt 1.5 lần; NH4-N vượt 2.35 lần; Coliform trong nước thải vượt 9.2 lần. 3.2.4.2. Kết quả phân tích và biểu đồ số liệu lần 2 Bảng 3.3: Kết quả một số chỉ tiêu trong nước thải của CCN Đông Lễ lần 2 STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 40:2011 cột B 1 pH TCVN 6492:2011 - 6.23 5.5 – 9 2 TSS TCVN 6625:2000 mg/l 71.3 100 3 BOD5 TCVN 6001-1:2008 mg/l 183 50 4 COD SMEWW5520D:2005 mg/l 293 150 5 NH4-N SMEWW4500F:2005 mg/l 27.1 10 6 Fe TCVN 6177:1996 mg/l 0.49 5 7 Cu TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.05) 2 8 Zn TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.02) 3 9 Coliform TCVN 6187 - 2:1996 MPN/100ml 95000 3000 Biểu đồ 3.2: So sánh kết quả các chỉ tiêu trong nước thải với QCVN 40:2011lần 2 Lưu ý: Kết quả Coliform tính theo đơn vị MPN/100ml và nhân với 103. Các giá trị khác tính theo đơn vị mg/l. Dựa vào Bảng 3.1 và biểu đồ so sánh rút ra một số nhận xét sau: - Các chỉ tiêu pH, TSS, Cu, Fe, Zn đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 40:2011. - Những chỉ tiêu còn lại vượt mức tiêu chuẩn cho phép như: BOD5 vượt 3.7 lần; COD vượt 1.95 lần; NH4-N vượt 2.71 lần; Coliform trong nước thải vượt 19 lần. 3.2.4.3. Kết quả và biểu đố số liệu trung bình Bảng 3.4: Kết quả một số chỉ tiêu trong nước thải của CCN Đông Lễ trung bình STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 40:2011 cột B 1 pH TCVN 6492:2011 - 6.19 5.5 – 9 2 TSS TCVN 6625:2000 mg/l 81.7 100 3 BOD5 TCVN 6001-1:2008 mg/l 160 50 4 COD SMEWW5520D:2005 mg/l 265.5 150 5 NH4-N SMEWW4500F:2005 mg/l 25.3 10 6 Fe TCVN 6177:1996 mg/l 0.51 5 7 Cu TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.05) 2 8 Zn TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.02) 3 9 Coliform TCVN 6187 - 2:1996 MPN/100ml 70500 3000 Biểu đồ 3.3: So sánh kết quả các chỉ tiêu trong nước thải với QCVN 40:2011trung bình Lưu ý: Kết quả Coliform tính theo đơn vị MPN/100ml và nhân với 103. Các giá trị khác tính theo đơn vị mg/l. Dựa vào Bảng 3.1 và biểu đồ so sánh rút ra một số nhận xét sau: - Các chỉ tiêu pH, TSS, Cu, Fe, Zn đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 40:2011. - Những chỉ tiêu còn lại vượt mức tiêu chuẩn cho phép như: BOD5 vượt 3.2 lần; COD vượt 1.77 lần; NH4-N vượt 2.51 lần; Coliform trong nước thải vượt 14.1 lần. 3.3. Các vấn đề thảo luận. 3.3.1. Đánh giá về nước thải của Cụm CN Đông Lễ - Lưu lượng nước vào khoảng 240 m3/ngày là tương đối ít so với các CCN khác ở nước ta. - Các chỉ tiêu nước thải ở CCN Đông Lễ tuy đã được xử lý ở từng nhà máy,xí nghiệp nhưng khi thải ra môi trường vẫn còn ở mức tương đối cao. Điển hình là các thông số BOD5, COD, NH4-N, Coliform… cần phải được xử lý. - Với tính chất nước thải trên, mở ra cho chúng ta giải pháp xử lý triệt để bằng phương pháp sinh học. - Các thông số Kim loại nặng đều ở mức cho phép, không gây ảnh hưởng nhiều đến môi trường nước. - Ảnh hưởng đến cây giống, con giống của các hộ gia đình phía Đông CCN Đông Lễ. 3.3.2. Đánh giá hệ thống xử lý nước thải hiện có của CCN Đông Lễ: - CCN Đông Lễ chưa có một hệ thống xử lý nước thải tập trung của tất cả các Nhà máy, xưởng sản xuất trong Cụm. - Một số công trình không được sử dụng, bỏ hoang. Bể chứa nước thải bị bỏ hoang - Nước thải khi thải ra môi trường hoàn toàn tự nhiên, không có sự trợ giúp nào từ con người. Nước chảy theo khe, suối vòng phía sau Vườn cây giống rồi chảy về Hồ Trung Chỉ. Hồ Trung Chỉ - Địa điểm tiếp nhận nước thải CCN Đông Lễ và NTSH Từ kết quả phân tích và tính chất nước thải trên, chúng tôi xin đề xuất như sau: - Xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung của CCN trước khi thải ra môi trường. - Áp dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải CCN. - Xây dựng Hồ sinh học hiếu khí triệt để nhằm xử lý Coliform trong nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI CỤM CN ĐÔNG LỄ 4.1. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm -Áp dụng các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn (ngay trong quá trình sản xuất) - Sử dụng tiết kiệm các dạng năng lượng và nguồn tài nguyên. - Cần xử lý nguồn nước thải từ các thành phần sản xuất riêng biệt và tai sử dụng nguồn nước hợp lý. - Quy hoạch thiết kế hệ thông thu gom thoát nước mưa riêng biệt với dòng nước thải. - Nghiên cứu áp dụng quy trình sản xuất sạch hơn trong quá trình sản xuất của cụm công nghiệp. 4.2 Biện pháp kỹ thuật:Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý đơn giản 4.2.1. Tính chất nước thải CCN Đông Lễ Nước thải CCN Đông Lễ đa dạng bởi nhiều ngành sản xuất khác nhau như chế biến gỗ, cơ khí, xi mạ, bao bì… Mỗi loại có một đặc tính khác nhau với những hệ thống xử lý khác nhau ở trong từng xí nghiệp. Khi thải tập trung vào hệ thống thu gom và thoát nước của CCN Đông Lễ mang những đặc tính sau: - Hàm lượng TSS, kim loại nặng thấp hơn tiêu chuẩn cho phép xả thải ở QCVN 40:2011. - Hàm lượng BOD5, COD, NH4-N tương đối thấp, vượt mức cho phép xả thải từ 2 – 4 lần. - Nước thải CCN Đông Lễ chứa nhiều vi sinh vật thể hiện qua thông số Coliform gấp từ 9 -19 lần tiêu chuẩn cho phép. Thể hiện quan bảng sau: Bảng 3.3: Kết quả một số chỉ tiêu trong nước thải của CCN Đông Lễ trung bình STT Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị tính Kết quả thử nghiệm QCVN 40:2011 cột B 1 pH TCVN 6492:2011 - 6.19 5.5 – 9 2 TSS TCVN 6625:2000 mg/l 81.7 100 3 BOD5 TCVN 6001-1:2008 mg/l 160 50 4 COD SMEWW5520D:2005 mg/l 265.5 150 5 NH4-N SMEWW4500F:2005 mg/l 25.3 10 6 Fe TCVN 6177:1996 mg/l 0.51 5 7 Cu TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.05) 2 8 Zn TCVN 6193:1996 mg/l KPH(<0.02) 3 9 Coliform TCVN 6187 - 2:1996 MPN/100ml 70500 3000 4.2.2. Hệ thống xử lý nước thải đơn giản Từ kết quả phân tích và tính chất nước thải, chúng ta nhận thấy: - Nước thải chỉ chứa hàm lượng BOD5 và COD thấp hơn nhiều so với nhiều loại nước thải khác. Lý do, nước thải đã qua xử lý ở từng Nhà máy, xưởng sản xuất … nên hàm lượng BOD5 và COD giảm đi đáng kể. - Trong nước thải chứa lượng lớn vi sinh vật gây bệnh nên phải xử lý bằng hồ sinh học triệt để trước khi thải ra môi trường. - Hệ thống hoạt động đơn giản, vận hành dễ dàng. - Yêu cầu xử lý nước thải không cao. - Phù hợp với quỹ đất còn lại của CCN. * Sơ đồ công nghệ: Bể lắng cát Bể điều hoà Hồ sinh học Khe nước Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Nước thải trong các nhà máy, xưởng sản xuất… của CCN Đông Lễ được thu gom bằng hệ thống cống thoát nước bao quanh CCN sau đó được dẫn về phía Tây Nam của CCN. Tại đây, nước thải đi qua Song chắn rác nhằm loại bỏ tạp chất cở lớn như bao bì, túi nilon, củi gỗ. Tiếp theo chúng được dẫn vào bể lắng cát để loại bỏ đất cát và đặc biệt là chất thải ngành cơ khí, xi mạ… rồi đi đến bể điều hoà. Tại đây, nước thải được lưu khoảng 4h và chuyển đến Hồ hiếu khí xử lý triệt để trước khi chảy theo Khe nước về Hồ Trung Chỉ. 4.2.3. Tính toán các công trình đơn vị 4.2.3.1 Mức độ cần thiết xử lý Mức độ cần thiết để xử lý BOD5 BOD5 = (BOD5v- BOD5r)/BOD5v*100=160-50160=69 % Trong đó: BOD5v: Hàm lượng BOD5 trong nước thải chưa xử lý (mg/l) BOD5r: Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau khi xử lý (mg/l) Mức độ cần xử lý hàm lượng nhu cầu oxy hoá học COD COD=CODv-CODrCODv*100=265.5-150265.5*100=43.5 % Trong đó: CODv: Hàm lượng COD trong nước thải chưa xử lý (mg/l) CODr: Hàm lượng COD trong nước thải sau khi xử lý (mg/l) Mức độ cần xử lý hàm lượng Coliform trong nước thải N =(No-Ne)No*100=70500-500070500*100= 93% 4.2.3.2 Xác định các thông số tính toán Hệ thống xử lý nước thải hoạt động 24/24 h/ngày nên lượng nước thải đổ ra liên tục Lưu lượng trung bình ngày : Qtbngd = 240m3/ngd Lưu lượng trung bình giờ : Qtbh= Qtbngd/24 = 240/24= 10m3/h Lưu lượng trung bình giây: Qtbs = Qtbh/ 3.6 = 10/3.6 = 2.8 l/s Lưu lượng lớn nhất : Chọn hệ số không điều hoà giờ cao điểm đối với nước thải công nghiệp: kmax=3, kmin= 0.38 [11] Qmaxh= Qtbh*kmax= 10 *3 = 30 m3/h Qsmax= 0.0083 m3/s Qhmin= Qtbh*kmin = 10 * 0.38 = 3.8 m3/h ,Qsmin = 0.0012 m3/s 4.2.4 Tính toán các công trình Tính mương dẫn trước song chắn rác F=Qmaxsv= 0.00830.8=0.01 m2 Trong đó: F: Tiết diện mương dẫn v: Vận tốc nước thải trong mương (0,6 – 1 m/s) chọn v = 0,8 m/s[2] Chọn mương dẫn tiết diện hình chữ nhật có Bk = 2h Bk: Chiều rộng mương h: Chiều cao lớp nước trong mương F = Bk * h = 2* h2 => h = F2=0.012=0.07 m => Bk = 0,14 m [2] Độ dốc tối thiểu của mương dẫn để tránh quá trình lắng cặn trong mương được tính theo công thức: imin =1Bk=10.14=7[9] Chiều cao xây dựng mương: H = h + hbvvới (hbv = 0,3 - 0,5 m)[11] Chọn hbv = 0,3 m Chiều cao xây dựng của mương là: H = h + hbv = 0,07 + 0,3 = 0,37 m => chọn H = 0,4 m Bảng 4.1: Thông số thiết kế mương dẫn STT Tên thông số Ký hiệu Đơn vị Gía trị 1 Tiết diện mương dẫn F m2 0,01 2 Chiều rộng mương Bk m 0,14 3 Độ dốc imin 7 4 Chiều cao mương H m 0,4 4.2.4.1 Song chắn rác Song chắn rác có nhiệm vụ tách các loại rác và tạp chất thô có kích thước lớn trong nước thải trước khi đưa nước thải vào các công trình xử lý phía sau. Việc sử dụng song chắn rác trong các công trình xử lý nước thải tránh được các hiện tượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây hỏng hóc bơm. Tính toán Tính toán thuỷ lực mương dẫn vào song chắn rác: Thiết kế mương dẫn hình chữ nhật với độ dốc thuỷ lực i= 0.008, chiều rộng mương dẫn 100 mm, hệ số nhám loại đối với vật liệu bê tông là n = (0.012 – 0.017). chọn n = 0.017 [1] Áp dụng công thức Chezyv=CR.i ; Công thức Manning C=1n×R1/6 ta tính toán được các thông số sau: Bảng 4.2: Bảng thuỷ lực mương dẫn Thông số thuỷ lực Lưu lượng tính toán, l/s Qmaxs = 8.3 Qmins=1.2 Qtbs=2.8 - Độ dốc thuỷ lực i 0.007 - Chiều ngang Bm 140 - Vận tốc v (m/s) 0.8 0.48 0.57 - Độ đầy h/b (m) 0.07 0.01 0.033 Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất. Số khe hở của song chắn rác n= Qmaxsb.hmax.Vmax×k0=0.0083×1.050.016×0.07×0.8=9.7 (2.1) Trong đó: Qmaxs: lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s) b: Bề rộng khe hở giữa các song chắn rác, m. Chọn b=16 mm w: chiều dày song chắn rác tiếtdiệnhình chữ nhật, w=0.008m hmax: chiều sâu mực nước qua song chắn (m) k0: Hệ số tính đến độ thu hẹp của dòng chảy khi sử dụng cào rác cơ giới, chọn k0=1.05 Vmax: Vận tốc dòng chảy qua chắn (0.8 – 1 m/s). Thường chọn là 0.8 m/s Ø Chọn n=10 - Chiều rộng của buồngđặt song chắn rác là: Bx=w×n-1+ b×n=0.008×10-1+0.016×10=0.232m (2.2) Ø Chọn Bx = 0.3m - Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác V=qminBx×hmin= 0.00120.25×0.01=0.48ms>0.4ms Như vậy, vận tốc dòng chảy đủ điều kiện để không bị lắng cát trong mương. - Tổn thất áp lực qua song chắn : hL=p.β.(wb)4/3×v22×g×sinθ=3×2.42×0.0080.01643×0.822×9.81×sin60o=0.085 mH2O Trong đó: V= 0.818 m/s : Vận tốc dòng chảy trong mương dẫn (Bảng 5.1). g: gia tốc trọng trường (m/s2) p: hệ số tính đến sự tăng trở lực. p=3 β: hệ số phụ thuộc tiết diện ngang của thanh. Đối với thanh hình chữ nhật, β=2.42 θ: góc nghiêng song chắn rác, α=60o Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác là: H=hmax+ hs+ 0.5=0.07+0.085+0.3=0.455 m≈0.5m Trong đó: hmax: Độ đầy ứng với chế độ Qmax= 8.3 l/s, hmax=0.07 m hs: Tổn thất áp lực ở song chắn, hs= 0.085 mH2O 0.3: Khoảng cách giữa cốt sàn nhà đặt song chắn rác và mực nước cao nhất [11] - Chiều dài ngăn mở rộng trước song chắn L1=Bx- B2×tg20o= 0.25-0.142×tg20o=0.15 m - Chiều dài ngăn thu hẹp sau song chắn: L2=L12=0.152=0.07m Chiều dài xây dựng của mương đặt song chắn rác : L=L1+L2+Ls=0.15+0.07+1=1.22 m Ls: Chiều dài phần mương đặt song chắn rác Chọn L= 1.5m Bảng 4.3: Thông số thiết kế Song chắn rác Thông số thiết kế Đơn vị Kích thước Chiều rộng song chắn Chiều cao song chắn Số thanh của song chắn Khe hở giữa hai thanh Bề dày thanh Góc nghiêng đặt song chắn so với phương thẳng đứng m m thanh m m độ 0.25 0.5 10 0.016 0.008 60 Xác định chỉ số dân số tương đương PE= Ccn×QcnTcn[3] Chỉ số PE được tính dựa trên các thông số sau, lưu lượng nước thải 970 m3/ ngày, nồng độ BOD5 trong nước thải là 6000 mg/l, chỉ tiêu BOD5 đơn vị là 95 g/ người/ ngày. PE= 160gm3×240m3/ngày95gngười.ngày= 405 người Lượng rác lấy ra từ song chắn với N = PE = 405 người W=a×N365×1000= 8×10-3×405365×1000=0.009 l/ngày a = 8 l/người.năm : lượng rác tính trên đầu người trên năm. [11] 4.2.4.2 Bể lắng cát ngang: Nhiệm vụ: tập trung nước thải trong nhà máy về hệ thống xử lý, lắng đọng cát trước khi đi vào hệ thống xử lý. Tính toán Chọn đường kính hạt cát d = 0,25 mm => độ lớn thuỷ lực của hạt uo = 24.2 mm/s = 0,0242 m/s , K = 1.7 [11] Chọn t = 120s = 2 phút(0.5-2 phút ) Thể tích bể lắng cát tính được là : V = 0.0083 m3/s x 120 s ≈ 1 m3 Chọn chiều cao bể lắng cát H = 0.25 m[11]. Suy ra, diện tích mặt thoáng của bể lắng cát là: W = V/H = 1 / 0.25 = 4 m2 Chiều dài bể lắng cát ngang là: L= 1000×K×v×HU0= 1000×1.7×0.3×0.2524.2=5.3 m Trong đó: K – hệ số phụ thuộc vào kiểu bể lắng, lấy K=1.7; H – chiều sâu tính toán của bể lắng cát, chọn H = 0.25 m; U0 – độ thô thuỷ lực của hạt cát, U0= 24.2 mm/s [11];v – tốc độ của nước trong bể, lấy v = 0.3 m/s Chiều rộng của bể lắng cát ngang là: B = W/L = 4/5.5 = 0.75 m Thể tích phần lắng của bể cát : Wc= PE.P.t1000= 405 người ×0.02lngườingày×2ngày 1000=0.02 m3/d Trong đó: PE: Dân số tương đương (người) P : Lượng cát giữ lại trong bể , trên đầu người. Theo [11] P=0.02 L/cap/ngày; t: Chu kì lấy cát, t=2d Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát: hc= WcL.b= 0.025.3×0.75=0.005 m Chiều cao xây dựng: Hxd= Htt+hc+hbv=0.005+0.35+0.5=0.9 ≈1 m Trong đó : lấy hbv= 0.5m Thể tích thực của bể lắng cát ngang là Wt= LxBxH = 5.3x0.75x0.25= 1 m3 Bảng 4.4: Các thông số thiết kế Bể lắng cát ngang Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu t Phút 2 Kích thước bể lắng cát Chiều dài L mm 5300 Chiều rộng B mm 750 Chiều cao Hxd mm 500 Thể tích bể lắng cát ngang Wt m3 1 4.2.4.3 Bể điều hoà Nhiệm vụ: Điều hoà lưu lượng và nồng độ, tránh cặn lắng và làm thoáng sơ bộ. Qua đó oxy một phần chất hữu cơ, giảm kích thước các công trình xử lý phía sau, tăng hiểu quả xử lý của hệ thống. Tính toán Chọn thời gian lưu trong bể là t=6h (4-12h) Kích thước của bể: W= Qtbngay×t=24024×6=60 m3 Chọn chiều cao hữu ích của bể : H = 3m Diện tích mặt bằng: A=WH=603=20 m2 Chọn LxB=5m x 4m Chiều cao bể xây dựng: Hxd=H+Hbv=3+0.5=3.5 m Trong đó: H: chiều cao hữu ích của bể, m hbv: chiều cao bảo vệ. hbv=0.5m Kích thước của bể điều hoà LxBxH = 5m x 4m x 3,5m Thể tích thực của bể : Wt=L×B×H=9×6×3.5= 70 m3 Bảng 4.5 : Thông số tính toán bể điều hoà Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước của bể điều hoà T h 6 Kích thước của bể điều hoà Chiều dài L m 5 Chiều rộng B m 4 Chiều cao hữu ích H m 3 Chiều cao xây dựng Hxd m 3.5 Thể tích bể điều hoà Wt m3 70 4.2.4.4 Hồ hiếu khí xử lý triệt để Theo TCVN 7957:2008: Nước thải sau xử lý đạt loại B phải có BOD5≤50mg/l và tổng Coliform ≤5000 MPN/100ml . Tính thời gian lưu nước trong hồ xử lý triệt để theo công thức: t=1k1logS0-SaSe-Sa= 10.06log160-350-3=8.54 d<7d [11] Với k1=0.06 d-1; S0=160 mg/l; Se= 50 mg/l; Sa= 3 mg/l. Khi đó hiệu suất xử lý Coliform qua 2 ao là: NeN0= 11+kt= 11+2×8.54=0.055 Ne= 0.055x70500 = 3877.5 MPN/100ml. So với tiêu chuẩn, kết quả này thấp hơn cột B QCVN 40:2011. Thể tích hồ hiếu khí xử lý triệt để: V= HRT x Q = 8.54 x 240 = 2050 m3 Chọn độ sâu hồ H = 1.2 m [11] Diện tích mắt thoáng của hồ là: A= V/H = 2050/1.2 = 1708 m2 = 50m x 35m Bảng 4.6: Thông số thiết kế hồ hiếu khí xử lý triệt để Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Thời gian lưu nước của hồ sinh học HRT d 8.54 Kích thước của hồ sinh học Chiều dài L m 50 Chiều rộng B m 35 Chiều cao xây dựng Hxd m 1.2 Thể tích bể điều hoà Wt m3 2100 4.3 Dự toán phần chi phí xây dựng Phần xây dựng cơ bản Bảng 4.7: Bảng dự toán chi phí xây dựng STT Công trình Thể tích (m3) Số lượng Đơn giá (VND/m3) Thành tiền VND 1 Bể lắng cát 1 1 3.150.000 3.150.000 2 Bể điều hoà 70 1 3.150.000 220.500.000 3 Hồ sinh học 2100 1 1.150.000 2.415.000.000 4 Nhà điều hành 50 m2 1 2.850.000 142.500.000 Tổng cộng 2.781.150.000 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Việc xây dựng CCN Đông Lễ hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế chung của địa phương. Việc xây dựng CCN Đông Lễ mang lại những hiệu quả sau: Tăng giá trị sản phẩm công nghiệp trong nước, tăng thu nhập cho người dân và ngân sách cho địa phương; Tạo được công ăn việc làm cho hàng trăm người lao động; Chuyển đổi cơ cấu kinh tế, tạo được việc làm, thu nhập cho hàng trăm lao động là người địa phương. Nước thải của CCN Đông Lễ chưa ở mức báo động nhưng nếu duy trì trong thời gian dài sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường nước xung quanh. Đặc biệt vào mùa khô khi tổng Coliform đạt xấp xỉ 100000 MPN/100ml sẽ gây ảnh hưởng lớn đến vệ sinh nguồn nước ở Khe nước.Là nguồn nước dùng để tưới tiêu, rửa chuồng và làm nước uống cho gia súc, gia cầm của những hộ gia đình xung quanh CCN. Vì vậy, cần thiết phải xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường. Đảm bảo năng suất cây trồng vật nuôi trên địa bàn không phải chịu ảnh hưởng. Chính vì vậy, giải pháp thiết kế Trạm xử lý nước thải tập trung của CCN Đông Lễ với công nghệ đơn giản, vận hành dễ dàng chính là một trong những giải pháp mang lại hiệu quả. 5.2. Kiến nghị - Đề nghị BQL CCN Thành phố Đông Hà xiết chặt hơn nữa công tác quản lý xử lý nước thải trong từng Nhà máy, xưởng sản xuất. - Xử lý nghiêm những trường hợp xả thải không đạt tiêu chuẩn cho phép. - Để đảm bảo tiêu chuẩn môi trường, cần xây dựng Trạm xử lý nước thải tập trung của CCN. -BQL phải thành lập một tổ điều hành hệ thống khi đưa vào sử dụng bao gồm : 1 kỹ sư ngành môi trường, 1 kỹ sư ngành điện, 1 kỹ sư ngành cấp thoát nước … Tổ điều hành cần theo dõi, kiểm tra thường xuyên các nguồn xả thải để đảm bảo chỉ tiêu đầu vào như quy định. - Bảo đảm công tác quản lý và vận hành đúng theo hướng dẫn kỹ thuật. - Ngoài ra, Nhà máy, xưởng sản xuất … nên nghiên cứu và áp dụng sản xuất sạch hơn để hạn chế ô nhiễm (quản lý tốt hơn, quy trình sản xuất, công nghệ và hoàn lưu tái sử dụng…). - Thường xuyên quan trắc chất lượng nước thải xử lý đầu ra để kiểm tra xem có đạt điều kiện xả vào nguồn và quan trắc chất lượng nước nguồn tiếp nhận. Tài liệu tham khảo 1. Bài giảng Thoát nước – Dương Thanh Lượng 2. Giáo trình Xử lý nước thải – Lâm Vĩnh Sơn 2010. 3. Giáo trình Xử lý nước thải – Lê Anh Tuấn. 4. Trần Đức Hạ, 2006, Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học kỹ thuật. 5. Lương Đức Phẩm, 2003, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục. 8. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân, 2006, Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học quốc gia TP. HCM. 9. TCXD 51- 2008, 2008, NXB Xây dựng. 10.TCVN 7957 – 2008, 2008, NXB Xây dựng.