Đánh giá các phương pháp kiểm soát đang được áp dụng ở hiện tại
Thực trạng pháp luật về kiểm soát ô nhiễm và suy thoái tài nguyên nước
Bộ Tài nguyên và Môi trường cùng với Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, cùng các bộ ngành liên quan, đã ban hành nhiều văn bản pháp luật nhằm kiểm soát ô nhiễm và suy thoái tài nguyên nước.
Năm 1998, Quốc hội đã thông qua Luật tài nguyên nước nhằm quản lý và sử dụng tài nguyên nước một cách tiết kiệm và hiệu quả, đồng thời giảm thiểu các thách thức liên quan đến tài nguyên nước Đây là văn bản pháp lý cao nhất quy định về kiểm soát ô nhiễm và suy thoái tài nguyên nước, bao gồm các quy định cụ thể về bảo vệ tài nguyên nước (Chương II) và quản lý Nhà nước về tài nguyên nước (Chương VII).
Ngoài các quy định trong Luật Bảo vệ Môi trường (2005), Luật Đất đai (1993) và Luật Khoáng sản (1996), còn có nhiều tiêu chuẩn ngành quy định về chất lượng nước uống và nước thải, như các tiêu chuẩn của Bộ Xây dựng và Bộ Khoa học và Công nghệ.
Từ đầu năm 2007 đến nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thẩm định và cấp 23 giấy phép hoạt động tài nguyên nước, bao gồm 18 giấy phép liên quan đến nước dưới đất, 3 giấy phép khai thác nước mặt và 2 giấy phép xả nước thải vào nguồn nước.
Trong những năm gần đây, hệ thống pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước đã được cải thiện và bổ sung, góp phần quan trọng trong việc huy động nguồn lực xã hội và bảo vệ tài nguyên nước Vai trò tích cực của hệ thống pháp luật này được thể hiện qua nhiều khía cạnh khác nhau.
Hệ thống pháp luật và bảo vệ tài nguyên nước thể hiện sự quan tâm của Đảng và Nhà nước trong việc thiết lập khung pháp lý nhằm quản lý chặt chẽ nguồn tài nguyên nước Luật tài nguyên nước đã góp phần nâng cao ý thức của người dân về việc sử dụng nước tiết kiệm, hợp lý, đồng thời bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm và cạn kiệt.
Pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước, cùng với các văn bản pháp luật liên quan đến bảo vệ đất, rừng, khoáng sản và nguồn lợi thủy sản, đã góp phần hoàn thiện hệ thống pháp luật bảo vệ môi trường tại Việt Nam trong bối cảnh kinh tế thị trường Điều này thể hiện sự quan tâm của Đảng và Nhà nước không chỉ trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế và nâng cao đời sống người dân, mà còn trong việc khai thác hợp lý và bảo vệ bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đảm bảo quyền sống trong môi trường trong lành cho con người.
Pháp luật và bảo vệ tài nguyên nước ở Việt Nam đã tiếp cận quan điểm phát triển và quản lý tổng hợp tài nguyên nước từ Hội nghị thượng đỉnh Liên hợp quốc về môi trường và phát triển năm 1992, nhấn mạnh rằng nước là phần nội tại của hệ sinh thái, nguồn tài nguyên thiên nhiên và hàng hóa kinh tế - xã hội Để bảo vệ tài nguyên nước, cần xem xét chức năng của các hệ sinh thái nước và đảm bảo tính bền vững của tài nguyên nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người Quan điểm quản lý tổng hợp tài nguyên nước ra đời khi nhận thức được rằng nước là nguồn tài nguyên có hạn, dẫn đến việc xây dựng các quy định trong luật tài nguyên nước để quản lý hiệu quả.
Cần thành lập một hệ thống quản lý thống nhất về tài nguyên nước, bao gồm quy định nội dung và thẩm quyền của nhà nước trong việc quản lý tài nguyên này Đồng thời, cần có quy định rõ ràng về bảo vệ chất lượng nguồn nước, cũng như các biện pháp phòng chống và khắc phục hậu quả do nước gây ra.
+Quy định về việc cấp phép khai thác sử dụng tài nguyên nước.
+Xây dựng chính sách tài chính về tài nguyên nước.
Pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước nhấn mạnh tầm quan trọng của việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước một cách bền vững Đồng thời, các biện pháp phòng chống và khắc phục hậu quả do nước gây ra cần tuân thủ quy hoạch lưu vực sông, đảm bảo tính hệ thống và không bị chia cắt theo địa giới hành chính.
Pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước nhấn mạnh tầm quan trọng của quan hệ quốc tế trong việc quản lý tài nguyên nước Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với Việt Nam, nhằm thu hút sự hợp tác và hỗ trợ từ các tổ chức phi chính phủ cũng như cộng đồng quốc tế Đồng thời, việc phối hợp với các quốc gia có chung nguồn nước là cần thiết để khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ bền vững tài nguyên nước.
Việt Nam đã thiết lập một chiến lược quốc gia dài hạn cùng với kế hoạch hành động quốc gia nhằm quản lý và bảo vệ tài nguyên nước, phục vụ cho các nhu cầu phát triển kinh tế và xã hội của đất nước.
Hiện nay, hệ thống văn bản pháp luật về kiểm soát ô nhiễm và suy thoái tài nguyên nước còn thiếu hoàn chỉnh và chưa thực sự đi vào cuộc sống Luật tài nguyên nước vẫn được soạn thảo một cách riêng rẽ, dẫn đến tình trạng quản lý phân tán, chồng chéo và thiếu hiệu quả Năng lực quản lý tài nguyên nước chưa đáp ứng yêu cầu, và sự phối hợp giữa các ngành, giữa trung ương và địa phương còn hạn chế, chủ yếu chú trọng đến lợi ích của ngành mình mà thiếu sự quan tâm đến lợi ích chung Cần thiết phải cải thiện tổ chức và nâng cao năng lực quản lý để đảm bảo khai thác và sử dụng tài nguyên nước một cách bền vững.
Luật tài nguyên nước ban hành năm 1998 đã bộc lộ nhiều quy định không còn phù hợp với thực tiễn hiện nay Theo luật, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn chịu trách nhiệm quản lý nhà nước về tài nguyên nước, nhưng hiện nay, chức năng này đã được chuyển giao cho Bộ tài nguyên và môi trường theo nghị quyết số 02/2002/QH11 và nghị định số 91/2002/NĐ-CP Do đó, cần thiết phải sửa đổi, bổ sung các quy định của luật tài nguyên nước để đáp ứng yêu cầu thực tế và tạo điều kiện thuận lợi cho Bộ tài nguyên và môi trường trong việc thực hiện nhiệm vụ quản lý tài nguyên nước.
Theo quy định tại khoản 1 điều 2 luật tài nguyên nước 1998, tài nguyên nước bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất và nước biển thuộc lãnh thổ Việt Nam Nước biển và nước dưới đất trong vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa được quy định tại các văn bản pháp luật khác Tuy nhiên, hiện nay, pháp luật Việt Nam chưa có quy định cụ thể về việc quản lý, khai thác và sử dụng các nguồn nước khoáng và nước nóng thiên nhiên.
Những phương pháp kiểm soát khác
a,Các hệ thống,chính sách khuyến khích.
Ưu điểm của phương pháp:
Đầu tư vào ngành công nghiệp môi trường và các lĩnh vực sản xuất khác là cần thiết, với mục tiêu phát triển bền vững Việc áp dụng các quy trình công nghệ tiên tiến giúp giảm thiểu chất thải, từ đó tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường Sự chuyển đổi này không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn góp phần bảo vệ hệ sinh thái.
Để giảm thiểu chất thải sinh hoạt, cần tăng cường sử dụng sản phẩm ít chất thải hơn Một giải pháp hiệu quả là áp dụng chế độ thanh toán phí rác thải dựa trên số lượng thực tế, thay vì thu phí cố định theo thời gian hoặc theo đầu người.
Nhược điểm của phương pháp:
Liên quan đến vấn đề kinh tế của đất nước.Do đó còn gặp nhiều khó khăn trong công tác triển khai.
Cơ chế của phương pháp:
Ô nhiễm và suy thoái môi trường, đặc biệt là môi trường nước, thường xảy ra do con người chọn phương pháp rẻ tiền để xử lý chất thải Điều này xảy ra sau khi người tiêu dùng sử dụng sản phẩm hoặc khi các nhà sản xuất hoàn tất quá trình sản xuất.
Ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước, thường được cho là do động cơ lợi nhuận của các công ty, nhưng thực tế, cả cá nhân người tiêu dùng cũng góp phần không nhỏ vào vấn đề này Việc xả rác bừa bãi và sử dụng phương tiện giao thông cũ kỹ không chỉ xuất phát từ lợi nhuận mà còn từ sự thiếu ý thức Do đó, giảm động cơ lợi nhuận là cần thiết nhưng chưa đủ để giải quyết triệt để ô nhiễm môi trường.
Khuyến khích đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống kinh tế, được hiểu là yếu tố thu hút hoặc đẩy người ta ra khỏi một chuẩn mực nhất định, giúp định hướng và điều chỉnh hành vi của con người Nó không chỉ liên quan đến phần thưởng vật chất mà còn bao gồm những khuyến khích phi vật chất, như lòng tự trọng và mong muốn tạo ra một môi trường sống xanh, sạch, đẹp Hệ thống khuyến khích rất đa dạng và phong phú, có thể được phân loại thành nhiều nhóm khác nhau.
Để giảm thiểu lượng chất thải sinh hoạt, các khuyến khích cho cá nhân và hộ gia đình cần được áp dụng, như chế độ trả tiền lệ phí dựa trên số lượng rác thải thực tế hàng tháng hoặc hàng năm Điều này thay thế cho việc thu phí cố định theo thời gian hoặc theo đầu người, khuyến khích người dân sử dụng các sản phẩm ít chất thải hơn.
Để khuyến khích doanh nghiệp Nhà nước và tư nhân, đặc biệt là các doanh nghiệp công nghiệp, giảm thiểu chất thải trong quá trình sản xuất, cần thiết phải thông qua và thực thi nghiêm ngặt các luật, nghị định liên quan đến bảo vệ môi trường Một trong những giải pháp hiệu quả là xây dựng hệ thống khuyến khích tài chính hấp dẫn, như kết hợp thuế tài sản với thành tích bảo vệ môi trường, điều chỉnh mức thuế dựa trên mức độ ô nhiễm của doanh nghiệp Cụ thể, doanh nghiệp gây ô nhiễm nặng sẽ phải chịu thuế cao hơn, trong khi những doanh nghiệp có thành tích tốt trong bảo vệ môi trường có thể được miễn hoặc giảm thuế Đồng thời, việc xây dựng hệ thống các công cụ pháp lý cũng là yếu tố quan trọng để hỗ trợ và quản lý hiệu quả các hoạt động này.
Các tiêu chuẩn môi trường.
Ưu điểm của phương pháp:
- Là phương tiện chính để trực tiếp điều chỉnh chất lượng môi trường được pháp lý xác nhận để giới hạn ô nhiễm.
Các tiêu chuẩn xả thải nước đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát ô nhiễm, cung cấp một phương pháp hiệu quả để dự đoán chất lượng nước mặt Việc xây dựng những tiêu chuẩn xả thải nước phù hợp sẽ là giải pháp tối ưu nhất để bảo vệ và cải thiện chất lượng nước.
Nhược điểm của phương pháp:
Các tiêu chuẩn xả thải nước thống nhất không xem xét các yêu cầu về chất lượng nước của các nguồn địa phương, dẫn đến việc cung cấp mức độ bảo vệ quá mức cho một số đoạn sông, trong khi lại không bảo vệ đủ cho những đoạn khác.
Tại những khu vực có mật độ xả thải nước bẩn cao, việc đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng nước trở nên khó khăn do không thể điều chỉnh độc lập các nguồn xả thải khác nhau.
- Một bất lợi khác của phương cách này là nó đòi hỏi chi phí hành chính và thực thi lớn.
Ưu điểm của phương pháp:
Các chương trình môi trường có thể được thực thi hiệu quả hơn khi các nhiệm vụ kiểm soát ô nhiễm của cơ sở được ghi rõ ràng trong văn bản.
Các giấy phép có thể được rút hoặc tạm treo dựa trên nhu cầu của nền kinh tế quốc dân và các lợi ích xã hội khác Việc này thường đi kèm với yêu cầu trả lệ phí để trang trải chi phí cho chương trình kiểm soát ô nhiễm.
Nhược điểm của phương pháp:
Việc thực thi quy định thường do các thanh tra viên chính phủ thực hiện thông qua kiểm tra tại chỗ và áp đặt hình phạt đối với những người vi phạm Những người này thường tìm cách trì hoãn việc tuân thủ tiêu chuẩn và kéo dài các cuộc tranh chấp pháp lý với chính phủ.
Công tác kiểm soát việc sử dụng nước.
Ưu điểm của phương pháp:
Khoanh vùng là biện pháp hiệu quả để ngăn chặn việc bố trí các ngành công nghiệp gây ô nhiễm tại những địa điểm không phù hợp, từ đó bảo vệ môi trường địa phương Đồng thời, việc này cũng giúp kiểm soát mật độ phát triển của các khu vực cụ thể, đảm bảo sự phát triển bền vững.
Các biện pháp quản lý sử dụng nước đặc biệt có thể bao gồm việc hạn chế hoặc cấm phát triển năng lượng, khai thác tài nguyên thiên nhiên, và các hoạt động giải trí như câu cá, bơi lội tại những vùng nước quy định nhằm giảm thiểu ô nhiễm Công cụ kinh tế là phương pháp quan trọng nhất trong quản lý môi trường, được áp dụng rộng rãi ở các nước phát triển, dựa trên hai nguyên tắc cơ bản: “người gây ô nhiễm phải trả tiền” (PPP) và “người hưởng thụ phải trả tiền” (BPP).
Người gây ô nhiễm phải trả tiền.
Ưu điểm của nguyên tắc này:
Đề xuất những giải pháp mới
1 Triển khai nhiều chương trình,dự án liên quan đến kiểm soát ô nhiễm nước.
Các biện pháp kiểm soát và quản lý môi trường cho các khu công nghiệp bao gồm xác định giải pháp phù hợp với từng loại và mức độ ô nhiễm, kiểm soát nghiêm ngặt việc xả thải ra các nguồn nước, áp dụng quy trình sản xuất sạch hơn, xử lý nước thải chưa đạt tiêu chuẩn bằng phương thức cuối đường ống, cũng như tận dụng nguồn nước giải nhiệt và đảm bảo nước được quy ước sạch.
Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho các chủ cơ sở tại các làng nghề là rất quan trọng Để thực hiện điều này, cần có sự hỗ trợ từ các cấp, ban ngành và đoàn thể.
2.Hoàn thiện hệ thống pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước.
Để hoàn thiện hệ thống pháp luật về bảo vệ tài nguyên nước, cần thực hiện một số biện pháp quan trọng dựa trên phân tích và đánh giá hiện trạng của hệ thống pháp luật hiện hành.
Cần nhanh chóng ban hành các văn bản hướng dẫn chi tiết để thi hành Luật Tài nguyên nước 1998, nhằm quản lý chặt chẽ và sử dụng hợp lý các nguồn nước Đồng thời, cần tiếp tục xây dựng và hoàn thiện hệ thống văn bản quy phạm pháp luật về quản lý tài nguyên nước, đặc biệt tập trung vào việc sửa đổi Luật Tài nguyên nước.
Để triển khai chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020, cần tăng cường đầu tư cho các dự án điều tra cơ bản nhằm nắm vững nguồn nước và kiểm kê tài nguyên nước quốc gia Việc xây dựng cơ sở dữ liệu và hệ thống thông tin về tài nguyên nước là rất quan trọng, cùng với việc thực hiện thanh tra, kiểm tra thường xuyên hoạt động khai thác và sử dụng nước Đồng thời, cần xử lý triệt để các quy phạm pháp luật liên quan đến lĩnh vực tài nguyên nước.
Cần quản lý chặt chẽ hoạt động khoan thăm dò, khai thác và sử dụng nước dưới đất, đồng thời tuyên truyền pháp luật về tài nguyên nước và bảo vệ nguồn nước đến cộng đồng Đề nghị chính phủ giải quyết sự chồng chéo trong quản lý tài nguyên nước và xem xét ban hành nghị định về quản lý tổng hợp tài nguyên nước mà Bộ Tài nguyên và Môi trường đã trình.
Để đảm bảo quản lý bền vững nguồn nước, việc khai thác và sử dụng tài nguyên nước cần phải hợp lý, không vượt quá khả năng tái tạo tự nhiên của nó Điều này yêu cầu sự phối hợp giữa các cơ quan dự báo, quy hoạch và điều hành Nguồn nước cần được sử dụng tiết kiệm, hiệu quả, đồng thời phải được bảo vệ và kiểm soát về cả số lượng lẫn chất lượng.
- Ngoài các giải pháp nêu trên chúng ta cũng cần phải tiến hành tuyên truyền,giáo dục pháp luật bằng các hình thức:
Trao đổi với các địa phương nhằm phổ biến Luật tài nguyên nước và đánh giá tình hình thực hiện Lấy ý kiến từ các địa phương về nội dung cần quy định trong các văn bản dưới luật Xây dựng tổ chức thanh tra chuyên ngành để nâng cao vai trò trong công tác thanh tra pháp chế và xử lý vi phạm liên quan đến việc thực thi pháp luật về tài nguyên nước.
Đánh giá các phương pháp xử lý môi trường nước
Xử lý bằng phương pháp sinh học
Ưu điểm của phương pháp:
-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 của phương pháp:
- 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 và các chất vô cơ độc hại có thể làm giảm hiệu quả và thời gian làm sạch Những chất độc này ảnh hưởng tiêu cực đến quần thể sinh vật, đặc biệt là trong bùn hoạt tính, dẫn đến suy giảm hiệu suất của quá trình xử lý.
- Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng
-Chỉ loại được ra khỏi nước các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ thì phương pháp này không phù hợp.
Cơ chế của phương pháp:
Biện pháp sinh học trong xử lý nước thải dựa vào khả năng của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ bền vững Vi sinh vật sử dụng hợp chất hữu cơ và khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng Quá trình này không chỉ giúp phân hủy chất thải mà còn cung cấp nguyên liệu để xây dựng tế bào, từ đó làm tăng sinh khối của chúng.
Phương pháp này thường được áp dụng để làm sạch các chất hữu cơ hòa tan và các hạt keo nhỏ, thường được sử dụng sau khi đã loại bỏ các tạp chất thô từ nước thải Đối với các hợp chất hữu cơ trong nước thải, phương pháp này giúp khử các chất như sunfit và muối amoni nitrat, tức là những chất chưa được oxy hóa hoàn toàn Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn bao gồm CO2, H2O và N2.
Các nghiên cứu chỉ ra rằng vi sinh vật có khả năng phân hủy tất cả các chất hữu cơ tự nhiên cũng như nhiều loại chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau:
Tùy thuộc vào điều kiện địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu, mặt bằng xử lý và ngân sách, người ta sẽ lựa chọn hoặc kết hợp các phương pháp xử lý nước thải phù hợp Trong đó, các phương pháp hiếu khí là một trong những lựa chọn quan trọng.
Phương pháp hiếu khí là kỹ thuật hiệu quả để loại bỏ các chất hữu cơ dễ phân hủy khỏi nguồn nước, thông qua quá trình oxy hóa của vi sinh vật hiếu khí với oxy hòa tan.
Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + Năng lượng
Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật Tế bào mới
Tế bào mới + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + NH3. Điều kiện thích hợp cho quá trình là: pH= 5,5 - 9,0.Oxy hòa tan lớn hơn hoặc bằng 0,5 mg/l, nhiệt độ 5- C
Kỹ thuật xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí
Kỹ thuật bùn hoạt tính là phương pháp phổ biến trong xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, nơi nước thải được dẫn qua bộ phận chắn rác để loại bỏ rác và chất rắn Sau đó, bùn sẽ được lắng đọng, tiêu hủy và làm khô để đảm bảo quá trình xử lý hiệu quả.
Phương pháp "thông khí tăng cường" là một cải tiến của bùn hoạt tính, hiện đang được áp dụng tại nhiều quốc gia phát triển với mục đích tiêu hủy bùn Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi một biện pháp thông khí kéo dài và có cường độ cao hơn để đạt hiệu quả tối ưu.
- Ao(hồ) ổn định nước thải:
Phương pháp xử lý sinh học đơn giản nhất là kỹ thuật “ổn định nước thải”, trong đó nước thải được chứa trong ao trong nhiều ngày Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ và oxy được tạo ra từ hoạt động tự nhiên của tảo và vi sinh vật Cơ chế xử lý trong ao ổn định chất thải bao gồm cả quá trình hiếu khí và kị khí.
Ao ổn định chất thải hiếu khí là loại ao cạn với độ sâu từ 0,3-0,5m, được thiết kế để tối đa hóa ánh sáng mặt trời thâm nhập vào nước Điều này giúp phát triển tảo thông qua quá trình quang hợp, tạo ra oxy cần thiết Bên cạnh đó, điều kiện không khí phải được đảm bảo từ mặt ao cho đến đáy ao để duy trì sự sống trong hệ sinh thái nước.
Ao ổn định chất thải kỵ khí là loại ao sâu không cần oxy hòa tan cho hoạt động của vi sinh vật Tại đây, các vi sinh vật kỵ khí và vi sinh tùy nghi sử dụng oxy từ các hợp chất như nitrat và sunfat để oxy hóa chất hữu cơ thành mêtan và CO2 Nhờ đó, các ao này có khả năng tiếp nhận khối lượng lớn chất hữu cơ mà không cần đến quá trình quang hợp của tảo.
Ao ổn định chất thải tùy nghi là loại ao hoạt động theo cả quá trình kỵ khí và hiếu khí, thường có độ sâu từ 1-2m, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tảo và vi sinh vật Vào ban ngày, quá trình hiếu khí diễn ra nhờ ánh sáng, trong khi ban đêm, lớp đáy ao chủ yếu hoạt động theo cơ chế kỵ khí Loại ao này thường được sử dụng phổ biến hơn so với các loại ao khác Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, việc kết nối các loại ao với nhau theo phương pháp "ao ổn định chất thải" là rất cần thiết.
Sự khử nitrit hóa diễn ra khi quá trình thông khí ngừng lại, dẫn đến việc oxy cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật giảm dần Kết quả là, oxy sẽ được giải phóng từ nitrit trong điều kiện thiếu oxy.
Kỹ thuật xử lý nước thải theo phương pháp thiếu khí:
Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan, quá trình khử nitrit hóa và photphoryl sẽ diễn ra, dẫn đến việc oxy được giải phóng ra để oxy hóa chất hữu cơ, từ đó tạo thành nitơ Quá trình này có thể được biểu diễn bằng phản ứng: NO3 - vi sinh NO2- + O2.
- Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:
Hai loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình khử nitrat là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các vi khuẩn này sẽ thực hiện quá trình khử nitrat Denitrificans, tách oxy từ nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa.
Khí Nito phân tử (N2) tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là Nito đã được xử lý
Xử lý bằng phương pháp hóa học
Ưu điểm của phương pháp:
Nước được xử lý bằng phương pháp hóa học đạt độ sạch cao, giúp loại bỏ các chất hòa tan trong hệ thống cấp nước khép kín Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý sơ bộ trước hoặc sau quá trình xử lý sinh học, và cũng có thể được sử dụng như một bước cuối cùng trong xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường.
Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hóa học nên là phương pháp đắt tiền.
Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử a,Phương pháp trung hòa
Nước thải có chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần được điều chỉnh pH về mức 6,5 đến 8,5 trước khi xả ra môi trường hoặc sử dụng trong các quy trình xử lý tiếp theo Việc trung hòa nước thải có thể được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau.
- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm:
Phương pháp này áp dụng cho trường hợp nước thải axit từ xí nghiệp được xử lý bằng nước thải kiềm từ xí nghiệp lân cận, với điều kiện cả hai loại nước thải đều không chứa các chất ô nhiễm khác.
Ví dụ như: xử lý nước thải xi mạ
Để trung hòa nước axit, có thể sử dụng các tác nhân hóa học như NaOH, KOH, Na2CO3, nước amoniac (NH4OH), CaCO3, MgCO3, dolomit và xi măng Sữa vôi 5-10% Ca(OH)2 là tác nhân rẻ nhất, tiếp theo là sođa và NaOH dạng phế thải Ngoài ra, một số chất thải sản xuất cũng được sử dụng để trung hòa nước thải Để trung hòa nước thải kiềm, các axit khác nhau hoặc khí thải axit như CO2, SO2, NO2 thường được áp dụng.
Ví dụ : xử lý nước thải có axit sunfuaric người ta dùng xỉ của hợp kim sắt – crom,luyên thép và luyện gang.
Trung hòa nước thải là quá trình quan trọng, thường sử dụng các vật liệu như manhêtit (MgCO3), đolomit, đá vôi, đá hoa và các chất thải rắn như xỉ, xỉtro làm vật liệu lọc Quá trình này diễn ra trong các thiết bị lọc - trung hòa được thiết kế nằm ngang hoặc đứng, nhằm xử lý nước axit có nồng độ không vượt quá 1,5mg/l và không chứa muối của kim loại nặng.
Để trung hòa nước thải kiềm, khí axit như CO2, SO2, và NO2 đã được sử dụng trong những năm gần đây, giúp tăng hiệu suất làm sạch khí thải khỏi các chất độc hại Sử dụng CO2 để trung hòa nước thải kiềm mang lại nhiều lợi ích so với H2SO4 hay HCl, đồng thời giảm đáng kể chi phí Độ hòa tan kém của CO2 cũng làm giảm nguy cơ oxy hóa quá mức các dung dịch, và các ion CO32- được tạo ra có ứng dụng nhiều hơn so với ion SO42- và Cl- Hơn nữa, tác động ăn mòn và độc hại của ion CO32- trong nước thấp hơn so với các ion SO42- và Cl-.
Ưu điểm:làm sạch nước.
Phương pháp này có nhược điểm là đòi hỏi chi phí hóa chất cao, vì vậy chỉ nên được áp dụng khi các phương pháp khác không thể loại bỏ chất ô nhiễm.
Chất oxy hóa mạnh nhất là Flo, nhưng do tính ăn mòn cao, nên không được sử dụng trong thực tế Để làm sạch nước tự nhiên và nước thải, người ta thường dùng các chất oxy hóa như Clo (dạng khí và lỏng), điclooxit, CaOCl2, Ca(ClO)2, Na, KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, O2, O3, và MnO2 Quá trình oxy hóa giúp chuyển đổi các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước Tuy nhiên, quá trình này tiêu tốn nhiều hóa chất, nên chỉ được áp dụng để loại bỏ các tạp chất gây ô nhiễm mà không thể xử lý bằng các phương pháp khác, như khử xyanua hay hợp chất hòa tan của Asen, cũng như loại bỏ các ion kim loại nặng.
Các ion kim loại nặng như thủy ngân, crom, cadimi, kẽm, chì, đồng, niken và asen có thể được loại bỏ khỏi nước thải thông qua phương pháp hóa học Phương pháp này chuyển đổi các chất tan trong nước thành dạng không tan bằng cách thêm tác chất và tách chúng ra dưới dạng kết tủa Các chất phản ứng thường sử dụng bao gồm hydroxit canxi, natri, cacbonat natri và sulfit natri Ngoài ra, các chất thải như xỉ sắt – crom cũng chứa nhiều thành phần hóa học như CaO, MgO, SiO2, Cr2O3, Al2O3 và FeO, hỗ trợ trong quá trình xử lý kim loại nặng.
Để xử lý hợp chất asen trong nguồn nước, có thể áp dụng các phương pháp như phản ứng, hấp phụ, điện hoá, chiết và nhiều phương pháp khác Việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp sẽ phụ thuộc vào dạng asen hòa tan, thành phần, độ axit và các chỉ số khác của nước.
Khi nồng độ asen cao, phương pháp lắng hoá học có thể được ứng dụng để xử lý các dạng khó tan như asenat, asenit của kim loại kiềm thổ và kim loại nặng, cùng với sunfua và hydroxit asen Asen là một chất độc mạnh, có khả năng tích lũy và gây ung thư, đồng thời khó xử lý Gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra phương pháp xử lý asen hiệu quả cao và chi phí thấp thông qua việc sử dụng cây dương xỉ.
Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện loài dương xỉ Pteris vittata có khả năng hấp thụ asen từ nước nhiễm độc, giúp giảm ô nhiễm xuống mức an toàn trong vòng một ngày Phương pháp "lọc sinh vật" này mang lại giải pháp chi phí thấp để loại bỏ asen khỏi nguồn nước sinh hoạt, bằng cách trồng dương xỉ trực tiếp trong nước, tương tự như việc sử dụng thảm lau sậy để xử lý chất thải hữu cơ.
Sắt có mặt trong nước thải từ các nhà máy hóa chất, luyện kim, chế tạo máy, chế biến kim loại, dệt nhuộm, hóa dầu và dược phẩm Để loại bỏ sắt, các phương pháp như sục khí, hóa học, hấp phụ và lọc ngược được áp dụng Quá trình lọc này diễn ra một cách hiệu quả để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.
Nếu trong nước có ion bicacbonat:
4 Fe +8HCO3- + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 ↓ + 8 CO2
Cặn Fe(OH)3 được loại ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc.
Khi nồng độ sắt trong nước cao, phương pháp sục khí không thể loại bỏ hoàn toàn, do đó cần áp dụng các phương pháp hóa học Các chất phản ứng hiệu quả bao gồm clo, clorat canxi, permanganat kali, ozon, oxit canxi và sođa, trong đó phản ứng liên kết với clo là một lựa chọn đáng chú ý.
Phản ứng liên kết với permanganat kali:
3 Fe(HCO3)2 + KMnO4+ 2 H2O →3 Fe(OH)3 ↓+ 5 CO2+ MnO2+ KHCO3
Nếu sắt ở dạng các hợp chất hữu cơ hoặc keo thì ta ứng dụng phương pháp ozon hoá.
Phương pháp cơ - lý- hóa
a,Phương pháp lắng và đông tụ
Nước thải được xử lý bằng cách đưa vào bể lắng để loại bỏ các chất rắn Tuy nhiên, các chất lơ lửng thường lắng chậm, vì vậy người ta sử dụng một số hóa chất kết lắng để tăng tốc độ lắng Quá trình này tạo ra bùn, trong đó chứa nhiều hợp chất khó tan Việc sử dụng bùn này làm phân bón có thể gây khó khăn cho cây trồng trong việc hấp thụ dinh dưỡng Một phương pháp khác để xử lý nước thải là hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ dựa trên nguyên tắc rằng các chất ô nhiễm tan trong nước có thể được hấp phụ trên bề mặt của các chất rắn như than hoạt tính, than bùn hoặc đất sét hoạt tính Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ, với hiệu suất hấp phụ đạt từ 85-95% Lượng chất hấp phụ cần sử dụng phụ thuộc vào khả năng hấp phụ và hàm lượng chất bẩn trong nước Để loại bỏ kim loại nặng và các chất độc hại, than bùn thường được sử dụng kết hợp với việc nuôi bèo tây trên mặt hồ.
Phương pháp sử dụng chất sát khuẩn là cần thiết trong quá trình xử lý nước thải trước khi thải ra sông hồ hoặc tái sử dụng cho sinh hoạt Khí clo (Cl2) được lựa chọn vì tính hiệu quả và độ an toàn của nó Clo hóa giúp tiêu diệt vi sinh vật, đặc biệt là tảo, đồng thời giảm mùi khó chịu của nước Hợp chất clo được sử dụng chủ yếu là clo lỏng, được lưu trữ trong các bình thép (bom clo) với độ hoạt động của clo đạt 25%.
Hypochlorit như NaOCl và Ca(OCl)2, với nồng độ 35%, không chỉ mang lại hoạt tính của clo mà còn có khả năng oxy hóa, giúp phân hủy nhiều chất độc hữu cơ thành những hợp chất không độc hại Phương pháp trung hòa này là một giải pháp hiệu quả trong xử lý các chất ô nhiễm.
Nước có độ axit cao cần được lọc qua vật liệu có tính kiềm như vôi hoặc đá vôi dolomit, hoặc có thể sử dụng nước vôi để trung hòa trực tiếp Đôi khi, dung dịch kiềm như NaOH hoặc Na2CO3 cũng được sử dụng cho mục đích này Đối với nước thải có tính kiềm, cần dùng axít kỹ thuật pha loãng để trung hòa Trước khi thực hiện quá trình trung hòa, cần chuẩn bị và tính toán để đảm bảo pH của nước đạt yêu cầu với lượng hóa chất phù hợp.
2.4:Phương pháp hóa – lý
Ưu điểm của phương pháp:
- Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học;
- Hiệu quả xử lý cao hơn;
- Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn;
- Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn;
- Có thể tự động hóa hoàn toàn;
- Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật;
- Có thể thu hồi các chất khác nhau
- Vì phối hợp cả hai phương pháp lý học và hóa học nên sẽ tốn kém hơn.
Quá trình xử lý nước thải bao gồm nhiều công cụ, thiết bị và hóa chất Đầu tiên, rác thải lớn như giẻ, vỏ đồ hộp và các vật liệu khác được lọc qua song chắn rác, giúp ngăn ngừa tắc nghẽn đường ống Lưới kim loại được đặt nghiêng 60 độ và rác thải được thu gom bằng cào cơ giới, đảm bảo loại bỏ các tạp vật có thể gây sự cố trong hệ thống xử lý Đây là bước quan trọng để duy trì an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên và nước thải Tiếp theo, quá trình lắng tụ được thực hiện để loại bỏ các tạp chất tan thô khỏi nước thải, nhờ vào tác động của trọng lực, thông qua các bể lắng cát, bể lắng và bể lắng trong.
Bể lắng cát là thiết bị dùng để loại bỏ sơ bộ các chất bẩn khoáng và hữu cơ có kích thước từ 0,2-0,25mm trong nước thải Có hai loại bể lắng cát: bể lắng cát ngang với tiết diện tam giác hoặc hình thang, có chiều sâu từ 0,25-1m và vận tốc chuyển động của nước không vượt quá 0,3m/s; và bể lắng cát dọc có hình dạng chữ nhật hoặc tròn, trong đó nước di chuyển từ dưới lên với vận tốc 0,05m/s.
Bể lắng ngang là một hồ chứa hình chữ nhật với nhiều ngăn hoạt động song song, cho phép nước di chuyển từ đầu này sang đầu kia một cách hiệu quả.
Chiều sâu của bể lắng H=1,5-4 m, chiều dài L=( 8-12 )xH, chiều rộng B=3-6 m Bể lắng ngang được ứng dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000m3/ngày đêm Hiệu quả bể lắng 60%.
Bể lắng đứng là một bể chứa có dạng hình trụ hoặc tiết diện vuông với đáy chóp, thiết kế để xử lý nước thải hiệu quả Nước thải được dẫn vào bể qua ống trung tâm, sau đó chảy từ dưới lên trên vào các rãnh tràn Quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng nước đi lên với vận tốc khoảng 0,5-0,6m/s và chiều cao vùng lắng đạt từ 4-5m.
Bể lắng hướng tâm là một loại bể lắng hình tròn, trong đó nước di chuyển từ tâm ra đến vành đai Tại vành đai, vận tốc nước là nhỏ nhất Loại bể này thường được sử dụng cho các hệ thống xử lý nước thải có lưu lượng lớn hơn 20.000 m3/ngày đêm.
Bể lắng dạng bảng được thiết kế với các bản nghiêng và song song, cho phép nước di chuyển giữa các bản này Trong quá trình lắng, cặn sẽ trượt xuống và được thu gom vào bình chứa.
Bể lắng là thiết bị quan trọng trong quá trình làm sạch tự nhiên và xử lý nước thải công nghiệp Chức năng chính của bể lắng là loại bỏ cặn lơ lửng bằng cách cho nước và chất đông tụ đi qua, giúp làm trong nước hiệu quả.
Lọc nước thải là quá trình tách các tạp chất nhỏ không lắng được trong bể lắng Các loại phin lọc thường sử dụng vật liệu dạng tấm như thép đục lỗ, lưới inox, hoặc các loại vải như thủy tinh và sợi tổng hợp, và vật liệu dạng hạt như cát thạch anh và than gỗ Tấm lọc cần có độ bền, dẻo cơ học và trở lực nhỏ Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng, cho phép quá trình lọc diễn ra dưới áp suất của cột chất lỏng hoặc chân không Các phin lọc tách các tạp chất khó lắng và tạo ra màng sinh học trên bề mặt vật liệu lọc, giúp biến đổi các chất hòa tan trong nước thải nhờ vào vi sinh vật Tuy nhiên, chất bẩn và màng sinh học có thể làm bít các khe hở, dẫn đến giảm dòng chảy hoặc ngưng chảy.
Trong quá trình làm việc, cần phải rửa phin lọc để loại bỏ màng bẩn phía trên và cho nước thải chảy từ dưới lên trên nhằm tách màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc Đồng thời, quá trình đông tụ và keo tụ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải.
Phương pháp đông tụ là kỹ thuật xử lý nước hiệu quả, giúp loại bỏ hỗn hợp phân tán nhỏ bằng cách hình thành các phân tử lớn từ các phân tử nhỏ Quá trình này đặc biệt hữu ích trong việc loại bỏ các chất đục mang điện tích âm ra khỏi nước.
Quá trình loại bỏ các chất độc hại bằng cách sử dụng chất đông tụ diễn ra thông qua việc hình thành muối từ các chất kiềm và axit yếu Chất đông tụ trong nước tạo ra các bông hydroxit kim loại, lắng nhanh dưới tác động của trọng lực Những bông này có khả năng hấp thụ các hạt keo và hạt lơ lửng, kết hợp với chúng để tạo thành các tạp chất có cấu trúc phối trí phức tạp thông qua phản ứng trao đổi với ion nước.
Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau:
Me(OH) + HOH ↔Me(OH) + H+
Me(OH) + HOH ↔Me(OH)3 + H+
( Keo tụ và tạo bông cặn)
Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng trong nước thông qua việc thêm các hợp chất cao phân tử Khác với đông tụ, keo tụ xảy ra nhờ sự tương tác giữa các phân tử chất keo tụ và hạt lơ lửng, không chỉ dựa vào tiếp xúc trực tiếp.
Phương pháp tuyển nổi hoạt động dựa trên nguyên tắc các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng lại có thể kết dính vào bọt khí nổi lên trên bề mặt Quá trình này cho phép tách bọt khí cùng với các phần tử dính ra khỏi nước, thực chất là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng để tách các chất hòa tan thông qua các hoạt động bề mặt.
Trong ngành công nghiệp, tuyển nổi đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý chất khoáng, tái sinh nguyên liệu từ nước rửa, làm sạch nước thải, xử lý bùn và thu hồi khoáng sản quý Đặc biệt, trong xử lý nước cấp, quá trình tuyển nổi thường được kết hợp với quá trình keo tụ tạo bông, giúp tách biệt hiệu quả chất mùn và tảo ra khỏi nước sau khi đã keo tụ.
Phương pháp xử lý nước thải này sử dụng kỹ thuật thổi không khí thành bọt nhỏ, giúp các bọt khí bám vào các hạt lơ lửng trong nước Khi bọt khí nổi lên, chúng sẽ tập hợp thành bông hạt lớn và hình thành lớp bọt chứa nhiều tạp chất, từ đó làm sạch nước thải hiệu quả.