Đề tài Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm

LỜI NÓI ĐẦU 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 tổchức 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.Nhằmmục đích góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, em chọn đề tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NGUỒN NƯỚC BỊ 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. MỤC LỤCMục lục ........................................................................................................…................3Phần I: ........................................................................................................... ................ 51. Lý do chọn đề tài .................................................................................... .............… .52. Mục đích nghiên cứu............................................................................. ............... . . .53. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... ............... . . .54. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................ ............... . . .55. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................… 5Phần II: Tổng quan.................................................................................. ............... . . . 6Giới thiệu thông số đánh giá sự ô nhiễm nước ..................................... ............... . . . . . .6A. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và ở Việt Nam.................. ............. .. . . . . .7I. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới ....................................................... ............... . .7II. Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam....................................................... ............... . . 7II.1. Tình hình chung.................................................................................. ............... . . . .7II.2. Ở vùng nông thôn Việt Nam ............................................................ ............... . . ….8B. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó.................................. ............... . . . . . .9I. Phân loại ................................................................................................... ............... . . .9II. Tính chất .................................................................................................. ............... . .10Phần III: Các phương pháp xử lý nước ô nhiễm...................... ............... . ............... .11 I. Các phương pháp sinh học.................................................................. ............... . . . .11 I.1. Các phương pháp hiếu khí ..................................................................... ............... . .11I.2. Các phương pháp thiếu khí .................................................................... ............... . . 12I.3. Các phương pháp kỵ khí ........................................................................ ............... . . 13II. Các phương pháp hóa lý ..................................................................... ............... . . .13II.1. Lọc qua song chắn rác .......................................................................... ............... . .13II.2. Lắng tụ .................................................................................................. ............... . .14II.3. Lọc......................................................................................................... ............... . .14II.4. Đông tụ và keo tụ .................................................................................. ............... . .14II.5. Tuyển nổi............................................................................................... ............... . .15II.6. Hấp phụ................................................................................................. ............... . ..15II.7. Trao đổi ion ........................................................................................... ............... . .15II.8 Thẩm thấu ngược................................................................................... ............... . . .16III. Các phương pháp hóa học ................................................................ ............... . . .. 16IV. Các phương pháp hóa sinh............................................................... ............... . . .. .17IV.1. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên.............................................. ............... . .17IV.2. Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo............................................. ............... . . 18$.Các công trình xử lý phụ khác .................................................................... ............19 I. Khử trùng nước thải .................................................................................. ............... .19I.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý.................................................... ............... . . .. .19I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học ............................................... ............... . . .. . 19II. Khử mùi và vị ........................................................................................... ............... . 21III. Loại chất phóng xạ .................................................................................. ............... .21Phần IV. Kết luận...................................................................................... ............... . . .. 22Tài liệu tham khảo ............................................................................................. .............23.Phụ lục............................................................................................................... ............... 23PHẦN I:NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNGI. 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, ônhiễm 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,... PHẦN II:TỔNG QUAN“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,... Đơn 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. • Coliform: là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước. Đơn vị: MPN/100ml.A.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và Việt NamI.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 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 _ 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. 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. 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 lớn, 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.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. 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. 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, sôngThái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung,… II.2. Ở vùng nông thôn Việt Nam Theo kết quả tổng quan điều tra dân số thì dân số nông thôn Việt Nam chiếm 76,5% tổng dân số cả nước. Tuy nhiên nếu tính cả dân số các đô thị loại V chiếm khoảng 7% thì địa bàn cấp nước và vệ sinh nông thôn phải phục vụ là hơn 83% hay khoảng 64 triệu người. Dự báo đến năm 2020 dân số nông thôn và các đô thị nhỏ khoảng 69 triệu người. Trong đó dân số tại các đô thị nhỏ là 19%. Đô thị nhỏ ở đây chủ yếu là đô thị loại V với dân số tới 30.000 người, là những thị trấn, thị tứ nhỏ nằm rải khắp và gắn bó mật thiết với các vùng nông thôn. Ngoài gần 9000 xã vùng nông thôn, còn có 520 thị trấn, đô thị nhỏ. Trong số các xã, xét theo địa lý có 2.061 xã vùng cao, 1763 xã vùng núi, 335 xã biên giới, 47 xã hải đảo, 556 xã ven biển, 800 xã ven đô.Có thể nói, nông thôn nước ta là nơi cung cấp nhân tài, vật lực cho đất nước. Trong khi đó đời sống nhân dân nông thôn vẫn còn nghèo, gặp nhiều khó khăn, bao gồm cả vấn đề cấp nước, thoát nước và vệ sinh môi trường.Nước sạch và vệ sinh môi trường là nhu cầu cơ bản trong đời sống hàng ngày của mọi người và đang trở thành đòi hỏi bức bách trong việc bảo vệ sức khoẻ và cải thiện điều kiện sinh hoạt cho nhân dân.Hiện nay ý thức bảo vệ môi trường nông thôn chưa tốt, việc xả rác thải sinh hoạt hàng ngày xuóng các ao hồ tự nhiên vẫn còn diễn ra khá phổ biến, gây ô nhiễm, đe doạ đến chất lượng nguồn nước ngầm do lượng nước thải không qua xử lý thấm xuống các tầng nước ngầm và mất mỹ quan môi trường sống.Ngoài ra, do không được đầu tư đúng mức nên hệ thống cống thoát nước chưa được xây dựng hoàn chỉnh, hầu hết các cống không có nắp nên ô nhiễm môi trường là không thể tránh khỏi. Mỗi gia đình có trung bình từ 4 – 5 người; chuồng lợn có từ 2 – 4 con; chuồng trâu, bò có từ 1 – 2 con; chuồng gà với khoảng 10 – 15 con, 10 – 20 con ngan vịt. Có một đến hai ao nhỏ để thả cá. Phần đất còn lại để trồng rau và cây ăn quả.B. 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.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.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 + 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 II. Tính chất: Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, công nghiệp được tóm tắt như sau:* Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải, và nguồn gốc của chúng:Tính chất Nguồn phát sinhCác 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 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._Thành phần hóa học: + Nguồn gốc hữu cơ: . .. . . . . . . . . . .+ Nguồn gốc vô cơ: . .. . . . . . . . . . .+Các khí : . .. . . . . . . . . . . . . . . . - Các chất thải nông nghiệp, sinh hoạt và thương mại, sản xuất.- Các chất thải công nghiệp, sự thấm của nước ngầm- Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt và sự thấmcủa nước ngầm.PHẦN III:CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄMThông 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: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.· Ưu điểm:_ 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.· Nhược điểm:_ 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