1. COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Hoïc phaàn
NÖÔÙC VAØ NÖÔÙC THAÛI
Löu haønh noäi boä
1
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
MAN IN EARLY TIME
2
LQH
1
2. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
POPULATION EFFECT
3
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
COÂNG NGHEÄ MOÂI TRÖÔØNG
CAÙC KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN TRONG
KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG
Löu haønh noäi boä
4
LQH
2
3. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
What is Environmental
Engineering Science?
Science?
Chuùng ta toàn tai vaø phaùt trieån döa treân vieäc söû dung
Chung
ton taïi va phat trien döïa tren
sö duïng
taøi nguyeân thieân nhieân vaø chaát löôïng moâi tröôøng.
Science… naâng cao khaû naêng hieåu bieát veà töï nhieân
vaø caùc quaù trình töï nhieân.
Engineering… phaùt trieån vaø öùng duïng khoa hoïc kyõ
thuaät nhaèm muïc ñích baûo toàn vaø naâng cao chaát
löôïng moi tröông
löông moâi tröôøng
5
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Theá naøo laø moät engineer?
Ngöôøi ghi nhaän, giaûi quyeát caùc vaán ñeà kyõ thuaät,
ñaëc bieät laø söû duïng khoa hoïc kyõ thuaät ñeå giaûi
quyeát caùc vaán ñeà cuû theá giôùi thöïc
Vaäy, Kyõ sö moâi tröôøng (environmental engineer)
laø gì?
Laø ngöôøi giaûi quyeát caùc vaán ñeà moâi tröôøng
g
g
q y
baèng coâng cuï khoa hoïc kyõ thuaät
6
LQH
3
4. WATER QUALITY Engineering
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Xöû lyù nöôùc (Water treatment) – thu nöôùc töø
moät nguoàn nöôùc thích hôïp, qua caùc giai ñoaïn
h
h löôï
h
xöûû l ù kh ùc nhau ñ å ñ t ñ c chaáát l ng phuøø
lyù khaù
ñeå ñaï ñöôï
hôïp cho muïc ñích söû duïng cuûa con ngöôøi.
Xöû lyù nöôùc thaûi (Waste water treatment) – Sau
khi nöôùc ñöôïc söû duïng phöïc vuï cho saûn xuaát,
sinh hoaït,… seõ trôû thaønh nöôùc thaûi, nöôùc thaûi
ñöôïc thu gom, vaän chuyeån vaø xöû lyù nhaèm
ñaû baû tieâ
thaû
tröôø
ñ ûm b ûo ti âu chuaåån xaûû th ûi vaøøo moââi t öôøng.
h
7
LQH
ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI NÖÔÙC THAÛI
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
•
Ñònh nghóa: Nöôùc thaûi laø nöôùc ñöôïc thaûi boû sau khi ñaõ duøng
trong sinh hoaït, trong saûn xuaát hoaëc chaûy qua vuøng ñaát bò oâ
nhieãm. Veà baûn chaát nöôùc thaûi laø nöôùc caáp cuûa coäng ñoàng
sau khi söû duïng vôùi caùc muïc ñích khaùc nhau.
Do việc sử dụng nước vào các mục đích khác nhau, nước bị nhiễm bẩn
ệ
ễ
ẩ
và trở nên ô nhiễm. Chất lượng nước trở nên xấu đi theo các khuynh
hướng sau:
Thay đổi pH của nước.
Tăng nồng độ các ion khoáng và nồng độ muối trong nước.
Tăng nồng độ các ion kim loại nặng trong nước.
Tăng hàm lượng các hợp chất hữu cơ trong nước, kể cả các hợp chất
g
ợ g
ợp
g
,
ợp
bền sinh học (chất hoạt động bề mặt, thuốc sát trùng, thuốc trừ sâu,…)
Giảm hàm lượng oxy hoà tan trong nước.
Giảm độ trong suốt và làm thay đổi màu sắc của nước.
Nước bị nhiễm đòng vị phóng xa của các nguyên tố phóng xạ.
…
8
LQH
4
7. CAÙC CHÆ TIEÂU AÙP DUÏNG TRONG NÖÔÙC THAÛI
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Total
COD
Nonbiodegradable
COD
Biodegradable
COD
Readily
Biodegradable
(soluble)
Complex
p
Slowly
Biodegradable
(particulate)
VFA
Colloidal
Nonbiodegradable
(soluble)
Nonbiodegradable
(particulate)
Paticulate
13
LQH
CAÙC CHÆ TIEÂU AÙP DUÏNG TRONG NÖÔÙC THAÛI
TKN
Amonia N
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Organic N
Biodegradable
Soluble
Paticulate
Nonbiodegradable
Soluble
Paticulate
14
LQH
7
8. CAÙC CHÆ TIEÂU AÙP DUÏNG TRONG NÖÔÙC THAÛI
N höõu cô
(protein,ureâ)
N amonia
NH4+
N höõu cô
(sinh khoái)
N höõu cô
(taêng tröôûng)
Töï döôõng vaø phaân huûy
O2
N
Nitrification
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
VSV phaân
huûy vaø thuûy
phan
phaân
Nitrite
(NO2-)
O2
Nitrate
(NO3-)
Denitrification
Nitrogen
gas (N2)
Carbon höõu cô
15
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
CAÙC TIEÂU CHUAÅN NÖÔÙC VAØ NÖÔÙC THAÛI
TCVN 5294- 1995 Chất lượng nước. Quy tắc lựa chọn và
đánh giá chất lượng nguồn tập trung cấp nước uống. Nước
sinh hoạt.
TCVN 5295- 1995 Chất lượng nước. Quy tắc bảo vệ nước
mặt và nước ngầm khỏi bị nhiễm bẩn do dầu và sản phẩm
dầu.
TCVN 5296- 1995 Chất lượng nước. Quy tắc bảo vệ nước
khỏi bị nhiễm bẩn khi vận chuyển dầu và các sản phẩm
dầu theo đường ống.
g g
TCVN 5524- 1995 Chất lượng nước. Yêu cầu chung về bảo
vệ nước mặt khỏi bị ô nhiễm bẩn.
TCVN 5525- 1995 Chất lượng nước. Yêu cầu chung về bảo
vệ nước ngầm.
16
LQH
8
9. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
CAÙC TIEÂU CHUAÅN NÖÔÙC VAØ NÖÔÙC THAÛI
TCVN 5942- 1995 Chất lượng nước. Tiêu chuẩn chất lượng
nước mặt.
TCVN 5943- 1995 Chất lượng nước. Tiêu chuẩn chất lượng
5943
nước ven hồ.
TCVN 5944- 1995 Chất lượng nước. Tiêu chuẩn chất lượng
nước ngầm.
TCVN 5945- 1995 Nước thải công nghiệp. Tiêu chuẩn thải
TCVN 6219- 1995 Chất lượng nước. Đo tổng phóng xạ bêta
trong nước khô mặn.
t
ớ không ặ
TCVN 188 – 1996 Nước thải đô thị. Tiêu chuẩn thải.
17
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
CAÙC TIEÂU CHUAÅN NÖÔÙC VAØ NÖÔÙC THAÛI
18
LQH
9
24. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
THAØNH PHAÀN TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI
Thaønh phaàn hoùa hoïc: caùc chaát baån coù caùc tính chaát hoùa
hoïc khaùc nhau vaø ñöôïc chia laøm 2 nhoùm:
Thaønh phaàn voâ cô: caùt, seùt, xæ, acid voâ cô, kieàm voâ cô,
caùùc i
ion cuûûa caùùc muoáái phaâân l ( hi ám kh ûng 42% ñ ái vôùùi
h
ly (chieá khoaû
ñoá
nöôùc thaûi sinh hoaït)
Thaønh phaàn höõu cô: caùc chaát coù nguoàn goác töø ñoäng vaät,
thöïc vaät, caën baõ baøi tieát (chieám khoaûng 58%):
Caùc hôïp chaát chöùa nitô: ureâ, proteâin, amin, acid amin...
Caùc hôïp chaát nhoùm hidratcarbon: môõ, xaø phoøng,
cellulose...
cellulose
Caùc hôïp chaát coù chöùa phospho, löu huyønh
47
LQH
THAØNH PHAÀN TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI
Thaønh phaàn sinh hoïc
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn:
Nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng 1 - 3 m;
Nhóm hình que (bacilli) có chiều rộng khoảng 0,3 - 1,5 m chiều dài
khoảng 1 - 10,0 m (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E. coli có
chiều rộng 0,5 m chiều dài 2 m);
Nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc, vi khuẩn hình que cong có
chiều rộng khoảng 0,6 - 1,0 m và chiều dài khoảng 2 - 6 m; trong
khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50 m;
Nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 m hoặc dài hơn.
Naám: Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu
cơ có trong nước thải. Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi
ó
ớ
ả
ề
á
ấ
ó
ể
ớ
khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều kiện ẩm độ thấp và pH. Không
có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất thải
hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường.
48
LQH
24
25. THAØNH PHAÀN TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI
Thaønh phaàn sinh hoïc
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Taûo: gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện
thích hợp nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng
nước gây nên hiện tượng "tảo nở hoa". Sự hiện diện của tảo làm
giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước bởi vì
ồ
ấ
chúng tạo nên mùi và vị.
Nguyeân sinh ñoäng vaät: có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống
hiếu khí hoặc yếm khí không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm
khí
Ñoäng vaät vaø thöïc vaät: bao gồm các loài có kích thước nhỏ như
rotifer đến các loài giáp xác có kích thước lớn. Các kiến thức về các
loài này rất hữu ích trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm của các
nguồn nước cũng như độc tính của các loại nước thải.
Virus: là các loài ký sinh bắt buộc, các loại virus phóng thích ra
trong phân người có khả năng lây truyền bệnh rất cao. Một số loài
có khả năng sống đến 41 ngày trong nước và nước thải ở 20oC và 6
ngày trong nước sông bình thường.
49
LQH
THAØNH PHAÀN TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Tính chaát nöôùc thaûi
Tính chaát vaät lyù:
Khaû naêng laéng ñoïng/noåi leân cuûa chaát baån
Kha nang taïo mui va cac anh höông cua mui
Khaû naêng tao muøi vaø caùc aûnh höôûng cuûa muøi
Khaû naêng taïo maøu vaø caùc aûnh höôûng cuûa maøu
Khaû naêng bieán ñoåi nhieät ñoä cuûa nöôùc thaûi
Khaû naêng giöõ aåm cuûa buøn caën
Tính chaát hoùa hoïc
Khaû naêng phaûn öùng cuûa caùc chaát baån saün coù trong
nöôùc thaûi
Khaû naêng phaûn öùng giöõa caùc chaát baån tring nöôùc thaûi
vaø caùc hoùa chaát theâm vaøo
Khaû naêng phaân huûy hoùa hoïc nhôø caùc löïc cô hoïc vaø vaät
lyù
Tính chaát sinh hoïc: khaû naêng phaân huûy sinh hoïc cuûa caùc
chaát baån trong nöôùc thaûi (hieáu khí, thieáu khí trong ñk töï nhieân 50
LQH
vaø nhaân tao)
25
26. CAÙC THOÂNG SOÁ PHAÂN TÍCH NÖÔÙC THAÛI
Caùc chæ tieâu
ñaëc tröng (*)
Kyù hieäu /
ñònh nghóa
Söû duïng keát quaû xeùt nghieäm
TS
Ñeå ñaùnh giaù khaû naêng taùi söû duïng nöôùc
thai va ñe xac
thaûi vaø ñeå xaùc ñònh xem dang coâng trình
daïng cong
vaø quaù trình naøo laø thích hôïp nhaát ñeå xử
lý chuùng.
CAÙC CHÆ TIEÂU VAÄT LYÙ
Chaát raén toång coäng
Toå
T ång chaáát raéén d ã b hôi
h
deã bay
TVS
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Chaát raén lô lửng
SS
Chaát raén lô lửng deã bay hôi
VSS
Toång chaát raén hoøa tan
DS = TS-SS
TDS
Chaát raén coù theå laéng ñöôïc
Settleable
Solid
Ñeå xaùc ñònh xem caùc chaát raén naøo seõ
laéng ñöôïc baèng troïng löïc trong moät
khoaûng thôøi gian nhaát ñònh
Ñoä maøu
Naâu nhaït,
xaùm, ñen
Ñeå ñaùnh giaù traïng thaùi cuûa nöôùc thaûi
(coøn môùi hay ñaõ bò phaân hủy)
Muøi
Nhieät ñoä
Ñeå xaùc ñònh noù neáu nhö muøi seõ laø vaán ñeà
ñöôïc quan taâm.
0C
hay 0F
Laø thoâng soá quan troïng trong vieäc thieát
keá vaø vaän haønh caùc coâng trình xử lý nöôùc
thải baèng phöông phaùp sinh hoïc.
51
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
CAÙC THOÂNG SOÁ PHAÂN TÍCH NÖÔÙC THAÛI
52
LQH
26
27. CAÙC THOÂNG SOÁ PHAÂN TÍCH NÖÔÙC THAÛI
Caùc chæ tieâu
ñaëc tröng (*)
Kyù hieäu /
ñònh nghóa
Söû duïng keát quaû xeùt nghieäm
CAÙC CHÆ TIEÂU HOÙA HOÏC
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Nhu caàu oxy hoaù hoïc
COD
Ñeå ño löôïng oxy caàn thieát cho vieäc oån ñònh chaát
thaûi hoaøn toaøn.
Toång cacbon hữu cô
TOC
Thöôøng ñöôïc söû duïng nhö laø moät ñaïi löôïng thay
theá cho xeùt nghieäm BOD5
Caùc hôïp chaát hữu cô
ñaëc bieät vaø caùc loaïi hôïp
chaát
Ñeå xaùc ñònh söï hieän dieän cuûa caùc chaát oâ nhieãm öu
tieân vaø caùc hôïp chaát hữu cô khaùc vaø ñeå xaùc ñònh
xem quaù trình xử lyù naøo laø thích hôïp ñoái vôùi chuùng
Toång nitô Kjedldahl
TKN
Nitô hữu cô
OrgN
Ammonia töï do
NH4+
Nitrit
NO2-
Nitrat
NO3
Toång phoát pho
Ñeå ñaùnh giaù söï hieän dieän cuûa caùc chaát dinh döôõng
trong nöôùc thải vaø möùc ñoä phaân hủy trong nöôùc
thải; ù daï
thải cac d ng oxy h ù coù th å coù cua cac hô p chaáát
hoa
theå
û
ù hôï h
cuûa nitô.
TP
Phoát pho höõu cô
OrgP
Phoát pho voâ cô(**)
Inorg P
53
LQH
CAÙC THOÂNG SOÁ PHAÂN TÍCH NÖÔÙC THAÛI
Caùc chæ tieâu
ñaëc tröng (*)
Kyù hieäu /
ñònh nghóa
Söû duïng keát quaû xeùt nghieäm
CAÙC CHÆ TIEÂU HOAÙ HOÏC
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Clorua
Cl-
Sulfat
SO42-
pH
Ñoä kieàm
pH = log[H+]
HCO3- +
CO32- + OH-
Ñeå ñaùnh giaù khaû naêng taùi söû duïng nöôùc thải cho
noâng nghieäp
Ñeå ñaùnh giaù khaû naêng xử lý buøn thaûi
Ñaùnh giaù tính axit hay kieàm cuûa một dung dòch
nöôùc
Ñeå ñaùnh giaù khaû naêng ñeäm cuûa nöôùc thaûi
Caùc nguyeân toá vi löôïng
Coù theå laø caùc yeáu toá quan troïng trong vieäc xử lý
nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïïc
p
gp
Caùc kim loaïi naëng
Ñeå ñaùnh giaù caùc aûnh höôûng ñoäc tính ñoái vôùi xử lý
sinh hoïc vaø khaû naêng söû duïng laïi nước thaûi sau khi
xử lý
Caùc nguyeân toá vaø caùc
hôïp chaát voâ cô ñaëc bieät
Ñeå ñaùnh giaù söï hieän dieän hoaëc thieáu vaéng caùc chaát
oâ nhieãm öu tieân
Caùc chaát khí khaùc nhau
Söï hieän dieän hoaëc vaéng maët caùc chaát khí ñaëc bieät
54
LQH
27
28. CAÙC THOÂNG SOÁ PHAÂN TÍCH NÖÔÙC THAÛI
Caùc chæ tieâu
ñaëc tröng (*)
Kyù hieäu / ñònh
nghóa
Söû duïng keát quaû xeùt nghieäm
Nhu caàu oxy sinh hoaù
carbon 5 ngaøy
ngay
BOD5
Ñeå ño löôïng oxy caàn thieát ñeå oån ñònh chaát thaûi
be
beà maët sinh hoc
hoïc
Nhu caàu oxy sinh hoaù
carbon hoaøn toaøn
BODht
Nhu caàu oxy nitô
NOD
Ñeå ño lượng oxy caàn thieát ñeå oxy hoaù sinh hoïc
nitô trong nöôùc thaûi thaønh nitrat
Tính ñoäc
Ñôn vò ñoäc caáp
tính (TUA) vaø
kinh nien (TUC)
nieân
Ñeå thöû ñoäc tính cuûa nöôùc thaûi vaø nöôùc thaûi ñaõ
ñöôïc xử lý
Coliform
MPN
Ñeå kieåm nghiệm söï hieän dieän cuûa vi khuaån gaây
beänh vaø hieäu quaû cuûa quaù trình Chlorin hoaù
nöôùc thaûi
Vi khuaån, ñoäng
vaät nguyeân sinh,
giun saùn, virus
Ñeå ñaùnh giaù söï hieän dieän cuûa caùc vi sinh vaät
ñaëc bieät coù lieân quan ñeán vieäc vaän haønh nhaø
maùy xử lý vaø ñoái vôùi vieäc taùi söû duïng nöôùc thaûi
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
CAÙC CHÆ TIEÂU SINH HOAÙ
CAÙC CHÆ SOÁ SINH HOÏC
Caùc vi sinh vaät ñaëc bieät
55
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
LQH
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP
XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI
56
LQH
28
45. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
89
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
Advantage:
longer contact time with sand might
result in enhanced arsenic oxidation
and adsorption
Disadvantage: bacterial activity can lead to oxygen
depletion and other undesirable effects
90
LQH
45
46. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
Advantage:
aeration assures oxygen saturation for
iron oxidation
Disadvantage: construction requires special material
and skills, higher costs
not yet widespread in Northern Vietnam
91
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
92
LQH
46
47. HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
2
1
5
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Nöôùc vaøo
Nöôc
Nöôùc ra
6
3
4
Coät Loïc
Khi loïc: Ñoùng van: 2, 3, 6; Môû van: 1, 4, 5
Khi röûa loïc: Ñoùng van: 1, 4, 5; Môû van: 2, 3, 6
Chuù yù: ÔÛ giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình loïc, chaát löôïng nöôùc chöa toát, do
ñoù caàn xaû boû nöôùc loïc ñaàu baèng caùch khoùa van 5, môû van 6 ñeå xaû boû
nöôùc loïc ñaàu
93
LQH
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
Nöôùc
gieáng
Oxy hoùa
sô boä
Khöû saét
vaø
mangan
Khöû muøi
vò vaø caën
lô löûng
Nöôùc
saïch
94
LQH
47
48. Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
Water & Wastewater Engi
ineering Lecture note
HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC CAÁP
Coät Loïc
Nöôùc
ra
95
LQH
96
LQH
48