Đặc tính cơ bản của nước thải

Trong nước thải có 99,9% là nước, còn lại một phần rất nhỏ là các chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan. Tuy nhiên, phần rất nhỏ trong nước thải này lại gây ra những ảnh hưởng có hại tới sức khỏe cộng đồng và môi trường. Việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp phù thuộc rất nhiều và chất lượng dòng nước thải. Chất lượng nước thải được đánh giá thông qua các đặc tính lý học, hóa học sinh học. Thành phần và nồng độ của các chỉ tiêu trên đều thay đổi theo thời gian và đặc điểm địa hình/khu vực.

1 Đặc tính vật lý của nước thải

1.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước sẽ thay đổi theo từng mùa trong năm. Nước bề mặt ở Việt Nam dao động từ 14,3-33,50C.

Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy móc sản xuất. Sự thay đổi nhiệt độ nước thải sẽ ảnh hưởng đến một số yếu tố khác như tốc độ lắng của các hạt rắn lơ lửng, độ oxy hòa tan và các hoạt động sinh hóa khác trong nước thải.

1.2 Hàm lượng chất rắn

Nước chiếm 99,9% trong nước thải, 0,1% là các thành phần rắn khiến nước thải không trong suốt. Một số chỉ tiêu thể hiện hàm lượng rắn trong dòng thải lỏng như độ đục, tổng rắn lơ lửng (TSS), tổng rắn hòa tan (TDS).

1.3 Mầu sắc

Nước sạch không có màu, nước có màu biểu hiện nước bị ô nhiễm. Nước có màu tác động đến khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời khi đi qua nước, do đó gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Cường độ của màu thường được xác định bằng phương pháp đo quang sau khi đã lọc các chất vẩn đục. Tiêu chuẩn của nước ăn uống < 15 TCU

1.4 Mùi vị

Nước sạch không mùi, không vị. Nước có mùi lạ là triệu chứng nước bị ô nhiễm. Mùi vị trong nước gây ra do hai nguyên nhân chủ yếu:

–         Do các sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ trong nước

–         Do nước thải có chứa những chất khác nhau, màu và mùi vị của nước đặc trưng cho từng loại.

Mùi vị của nước được xác định theo cường độ tương đối quy ước. Tiêu chuẩn nước uống phải không có mùi, vị lạ.

2 Đặc tính hóa học của nước thải

2.1 pH

Hàm lượng ion H+ là một chỉ tiêu quan trọng trong nước và nước thải. Đây là một yếu tố rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học và phương pháp sinh học. Giống như nước, nước thải có thể được chia thành nước trung tính, nước mang tính axit hoặc kiềm phụ thuộc vào độ pH của dòng thải:

pH = 7: dòng thải trung tính

pH > 7: dòng thải mang tính kiềm

pH < 7: dòng thải mang tính axit

Trong đó dòng thải công nghiệp thường có pH > 5 hoặc pH < 10. Thông thường, trước khi xử lý nước thải, người ta thường dùng các loại hóa chất xử lý nước để điều chỉnh pH về mức ổn định, thuận lợi cho các bước xử lý kế tiếp.

2.2 Oxy hòa tan (DO)

Oxy hòa tan trong nước cần thiết cho quá trình hô hấp của các sinh vật thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước. Oxy hòa tan được tạo ra nhờ quá trình hòa tan của oxy khí quyển vào nước và nhờ quá trình quang hợp của tảo và các loài thực vật thủy sinh. Nồng độ DO phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, áp suất khí quyển, tốc độ dòng chảy và đặc biệt là sự có mặt của các chất hữu cơ và vi sinh vật. Khi DO thấp, các loài thủy sinh giảm hoạt động hoặc chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ ô nhiễm của nước.

Thực tế, độ oxy hòa tan có ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của nước thải. Nếu dòng nước thải có DO quá thấp thường có mùi hôi thối, và sẫm mầu (thường có mầu đen).

2.3 Nhu cầu oxy hóa sinh học (BOD)

Nhu cầu oxy hóa sinh học là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí. Như vậy BOD là chỉ tiêu để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải.

2.4 Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD)

Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD) là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và nước. Chỉ số COD được sử dụng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên.

COD và BOD đều là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxy hóa nhưng BOD chỉ cho biết lượng các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bằng vi sinh vật trong nước, còn COD cho biết tổng lượng các chất hữu cơ có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học. Do đó tỷ số COD/BOD luôn lớn hơn 1.

2.5 Hàm lượng nitơ

Nito có trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phân hủy như amoni, nitrit, nitrat, chúng có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước. Trong nước rất cần thiết có một lượng nito thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD với N và P có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính. Vì vậy, trong nước thải, các chỉ số như tổng nitơ, amoni, nitrit và nitrat là chỉ số quan trọng cần được xác định trước khi đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý.

2.6 Hàm lượng photpho (P)

Photpho tồn tại trong nước ở các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphate và Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ. Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực. Hàm lượng P thừa trong nước thải làm cho các loại tảo và thực vật lớn phát triển nhanh chóng, làm che lấp bề mặt các thủy vực, hạn chế lượng oxy không khí hòa tan vào trong nước. Sau đó tảo và thực vật thủy sinh tự chết và phân hủy gây thiếu oxy hòa tan và làm cho các sinh vật thủy sinh bị tiêu diệt. Trong nước thải, chỉ số tổng photpho hoặc phosphate được xác định để đánh giá chất lượng nước thải và đưa ra lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thích hợp.

2.7 Hàm lượng kim loại nặng

Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người và động vật. Nước thải có chứa kim loại nặng thường là các dòng thải công nghiệp với một số kim loại như asen, chì, thủy ngân…

2.8 Dầu mỡ động thực vật

Dầu mỡ động thực vật thường phát sinh từ khu vực nhà bếp hoặc từ ngành công nghiệp chế biến thịt, từ các lò mổ. Dầu mỡ nếu đi vào hệ thống thoát nước thải sẽ đóng kết trên đường ống và làm giảm thể tích của đường ống, gây tắc nghẽn dòng chảy, gây mùi khó chịu và ảnh hưởng đến môi trường. Do vậy hàm lượng dầu mỡ động thực vật là một chỉ số cần được xác định để quyết định xem có cần áp dụng tiền xử lý để loại bỏ dầu mỡ ra khỏi nước thải hay không.

3 Đặc tính sinh học của nước thải

Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải từ các khu vui chơi giải trí, khu chăn nuôi, v.v. nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn trong phân người và phân súc vật. Trong đó có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về đường tiêu hóa như tả, lỵ, thương hàn và các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm.

Một số chỉ tiêu vi sinh được áp dụng để đánh giá chất lượng nước thải bao gồm: coliforms tổng (chỉ điểm vệ sinh), vibrio cholera (vi khuẩn gây bệnh tả), shigella (vi khuẩn gây bệnh lỵ) và salmonella (vi khuẩn gây bệnh thương hàn).