Quy Trình Đo Lường Và Xử Lý Nước Thải Hiệu Quả Theo Các Thông Số Đánh Giá Ô Nhiễm

1. Giới thiệu về quy trình xử lý nước thải hiệu quả

Nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt, nếu không được xử lý đúng cách, sẽ gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Xử lý nước thải  không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là một phần quan trọng trong việc bảo vệ hệ sinh thái và nguồn nước sạch. Quy trình xử lý nước thải hiệu quả giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của các chất ô nhiễm, đảm bảo nước thải khi xả ra môi trường đạt các tiêu chuẩn an toàn.

Việc đo lường chính xác các chỉ số ô nhiễm trong nước thải là bước đầu tiên và quan trọng trong quy trình xử lý nước thải, giúp xác định loại chất ô nhiễm và phương pháp xử lý phù hợp. Quy trình xử lý nước thải hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ngăn ngừa các bệnh do nước ô nhiễm và bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên.

2. Các quy trình đo lường các chỉ số ô nhiễm

Thiết bị đo pH và vai trò của nó:

• pH là chỉ số quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước thải, giúp xác định mức độ axit hoặc kiềm trong nước. Các thiết bị đo pH hiện đại thường là máy đo cầm tay hoặc tự động, có khả năng đo chính xác trong khoảng pH từ 0 đến 14. Quy trình đo pH bao gồm việc lấy mẫu nước thải, sử dụng đầu đo pH để đo giá trị tức thời. Kết quả đo pH không chỉ cho biết tình trạng nước thải mà còn giúp điều chỉnh quá trình xử lý sinh học hoặc hóa học, đảm bảo vi sinh vật xử lý nước hoạt động hiệu quả.

Công nghệ đo BOD và COD:

• BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) là hai chỉ số chính để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước thải.
  • Đo BOD thường mất từ 5 đến 7 ngày, vì nó đòi hỏi thời gian để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện có oxy. Các thiết bị đo BOD hiện đại có khả năng đo liên tục và cho kết quả nhanh chóng hơn, giúp đánh giá hiệu quả xử lý sinh học.
  • COD đo nhanh hơn BOD và thường được thực hiện bằng cách sử dụng các hóa chất oxy hóa mạnh để phân hủy chất hữu cơ trong mẫu nước thải. Quá trình đo COD thường chỉ mất vài giờ và có thể thực hiện bằng các thiết bị tự động hoặc bán tự động.

Đo nhiệt độ và độ đục:

• Nhiệt độ của nước thải được đo bằng các thiết bị đo nhiệt độ cầm tay hoặc tự động, giúp theo dõi sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình xử lý. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng đến khả năng hòa tan oxy và hoạt động của vi sinh vật.
• Độ đục của nước thải đo lường mức độ chất rắn lơ lửng và các hạt nhỏ trong nước. Độ đục thường được đo bằng thiết bị turbidimeter, giúp kiểm tra hiệu quả của các quá trình xử lý nước như lọc và lắng.

3. Phương pháp xử lý nước thải theo các chỉ số

Xử lý nước thải dựa trên chỉ số BOD và COD:

• Để giảm chỉ số BOD và COD, các phương pháp xử lý sinh học, hóa học và vật lý được áp dụng.
  • Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ. Ví dụ như quá trình bùn hoạt tính, trong đó vi sinh vật tiêu thụ chất hữu cơ để sinh trưởng và phát triển, giúp giảm BOD và COD.
  • Phương pháp hóa học sử dụng các hóa chất để oxy hóa các chất hữu cơ, chẳng hạn như quá trình oxy hóa nâng cao (AOP), trong đó các gốc hydroxyl được sử dụng để phá vỡ các hợp chất hữu cơ.
  • Phương pháp vật lý như lọc màng hoặc lắng cặn cũng được áp dụng để loại bỏ các chất hữu cơ.

Xử lý chất rắn lơ lửng (SS):

• Chất rắn lơ lửng (SS) trong nước thải gây ra độ đục cao và ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học. Để loại bỏ SS, các phương pháp như lắng, lọc, và keo tụ được áp dụng.
  • Lắng là quá trình để các hạt rắn lắng xuống đáy bể dưới tác động của trọng lực, giúp tách các chất lơ lửng ra khỏi nước thải.
  • Lọc sử dụng các vật liệu lọc để loại bỏ các hạt rắn nhỏ mà quá trình lắng không thể xử lý.
  • Keo tụ sử dụng hóa chất để tạo ra các hạt lớn hơn, dễ lắng hơn, giúp loại bỏ SS hiệu quả.

Xử lý amoni và nitrat:

• Amoni và nitrat là các hợp chất dinh dưỡng chính gây phú dưỡng hóa trong nước, vì vậy cần được loại bỏ khỏi nước thải.
  • Quá trình nitrification và denitrification là phương pháp sinh học phổ biến nhất để loại bỏ amoni và nitrat. Trong quá trình nitrification, amoni (NH₄⁺) được chuyển hóa thành nitrat (NO₃⁻) dưới tác động của vi khuẩn. Sau đó, trong quá trình denitrification, nitrat được chuyển hóa thành nitơ phân tử (N₂) và thoát ra khí quyển.

Phương pháp loại bỏ các hợp chất phenol và kim loại nặng:

• Các hợp chất phenol và kim loại nặng như chì, thủy ngân trong nước thải công nghiệp rất độc hại và cần được loại bỏ.
  • Hấp phụ bằng than hoạt tính là phương pháp phổ biến để loại bỏ các hợp chất phenol.
  • Đối với kim loại nặng, phương pháp trao đổi ion hoặc kết tủa hóa học có thể được áp dụng để loại bỏ chúng ra khỏi nước thải.

4. Các tiêu chuẩn nước thải theo quy định của chính phủ

Các quy định của Việt Nam về tiêu chuẩn xả thải công nghiệp và sinh hoạt:

• Tại Việt Nam, QCVN 40:2011/BTNMT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Theo đó, nước thải phải đáp ứng các tiêu chuẩn về các thông số như BOD, COD, pH, chất rắn lơ lửng và các hợp chất dinh dưỡng trước khi xả ra môi trường.
• QCVN 14:2008/BTNMT quy định tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt, bao gồm các chỉ số BOD, COD, amoni, nitrat, và các chất rắn lơ lửng.

Các khuyến nghị của WHO về tiêu chuẩn nước sạch và an toàn:

• WHO (Tổ chức Y tế Thế giới) đưa ra các khuyến nghị về tiêu chuẩn nước sạch và an toàn, trong đó nhấn mạnh việc nước sạch không được chứa các chất gây ô nhiễm hóa học và sinh học vượt ngưỡng cho phép. WHO cũng đưa ra tiêu chuẩn về nồng độ kim loại nặng, vi sinh vật, và chất hữu cơ trong nước uống để bảo vệ sức khỏe con người.

Kết luận
Quy trình đo lường và xử lý nước thải hiệu quả dựa trên các thông số ô nhiễm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Việc tuân thủ các quy định của nhà nước và các khuyến nghị quốc tế sẽ giúp giảm thiểu rủi ro ô nhiễm, duy trì nguồn nước sạch cho các thế hệ tương lai.