CHƯƠNG 3 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC
3.4 CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ & QUẢN LÝ NƯỚC MẶT KHỎI NHIỄM BẨN
3.4.2. Các phương pháp bảo vệ chất lượng nước
Nền tảng kỹ thuật trong vấn đề bảo vệ nước hoà lẫn với việc sử dụng hợp lý tài nguyên nước, hạ thấp sự nhiễm bẩn tối đa các nguồn nước, đảm bảo việc cung cấp nước cho nền kinh tế quốc dân lượng nước cần thiết và chát lượng nước theo yêu cầu. Các phương pháp bảo vệ nước bao gồm không chỉ các phương pháp làm sạch nước thải mà còn hoàn thiện công nghệ sản xuất, cho phép rút bớt hay loại bỏ hoàn toàn sự xâm nhập bẩn vào các đối tượng nước. Các biện pháp như thiết
lập các sơ đồ kỹ thuật, loại bỏ hoàn toàn việc đổ nước thải vào sông và thuỷ vực, đem lại sự cấp nước kín hay quay vòng, tận dụng phế liệu sản xuất, thay thế làm lạnh hơi nước bằng không khí, chuyển nước đã sử dụng sang xí nghiệp khác đòi hỏi yêu cầu miền thấp hơn tới chất lượng nước, cần phải đóng một vai trò đáng kể trong việc chấm dứt nhiễm bẩn sông ngòi và thuỷ vực.
Làm sạch nước thải là biện pháp bắt buộc và đắt đỏ, bị chi phối bởi các quá trình công nghệ cảu các xí nghiệp công nghiệp chưa đủ hoàn chỉnh trong khía cạnh sử dụng nước nước. Ngày nay, việc làm sạch nước thải được xem như là phương pháp chủ bảo vệ nước khỏi nhiễm bẩn.
Vấn đề làm sạch nước thải của xí nghiệp và các điểm dân cư trước khi đổ ra thuỷ vực là hoàn toàn phức tạp do sự phong phú các chất nhiễm bẩn, sự xuất hiện trong thành phần của chúng các hợp chất mới, sự phức tạp hoá thường xuyên thành phần của chúng. Nước thải có thể chia ra hai nhóm lớn: nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt, khác biệt nhau theo tính chất và thành phần.
Phương pháp xử lý nước thải áp dụng ngày nay ở trong và ngoài nước có thể chia ra hai nhóm: phương pháp xử lý trong điều kiện nhân tạo (trên các công trình và trạm chuyên dụng) và phương pháp xử lý trong điều kiện tự nhiên (trên đất tưới, đồng thấm, vũng sinh học v.v…). Lựa chọn phương pháp làm sạch được xác định bởi thành phần và nồng độ chất nhiễm bẩn trong nước thải.
a) Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo
Phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo rất đa dạng, nhưng chúng thể phân thành 4 dạng cơ bản: xử lý cơ học, hoá học, lý hoá và sinh hóa học.
Xử lý cơ học được áp dụng để tách ra khỏi nước thải các hợp chất hữu cơ và vô cơ trộn lẫn không hoà tan bằng cách lắng, lọc, quay ly tâm, sàng. Đối với xử lý cơ học người ta sử dụng các lưới phân lọc cấu tạo khác nhau như sàng, lưới,….
Lưới và sàng thường đóng vai trò bảo vệ ngăn các hạt kích cỡ lớn như phế liệu sản xuất làm huỷ hoại công trình. Lọc sỏi dùng để tách khỏi nướcthải cát và các vật liệu lắng đọng. cùng với các hợp chất khoáng khi lọc còn giữ lại các chất có nguồn gốc hữu cơ mà độ lớn thủy lực của chúng gần với độ lớn thuỷ lực của cát.
Các công trình này dựa trên sự lắng đọng của các phần tử lơ lửng chứa trong nước thải khi thay đổi điều kiện động học của dòng. Theo đặc điểm chế tạo, phân biệt ra các loại thẳng đứng nằm ngang và quay vòng.
Để xử lý nước thải khỏi các hỗn hợp cơ học người ta cũng áp dụng chu trình thuỷ nhờ nó tách ra các chất từ dòng chảy dưới tác động của lực ly tâm, xuất hiện trong chuyển động quay của chất lỏng. Bởi lực ly tâm có thể lớn hơn hàng trăm lần lực trọng trường và tăng tỷ lệ thuận với vân tốc lắng đọng của phần tử.
Điều này dẫn đến thể tích và diện tích chiếm bởi chu trình thuỷ nhỏ hơn lưới sàng cùng công suất hàng trăm hàng chục lần. theo số liệu của VIện nghiên cứu khoa học toàn Liên bang Xô viết về cấp nước, kênh dẫn, công trình kỹ thuật thuỷ và địa chất thuỷ văn công trình, việc áp dụng chu trình thuỷ làm giảm chi phí nhiều lần cho cồng trình xử lý nước.
Xử lý hoá học và lý hoá được áp dụng để tách khỏi nước thải các hợp chất hoà tan vô cơ mịn và các chất hữu co khó làm sạch bằng phương pháp sinh học bằng cách phân tích, lắng đọng và phân huỷ nhờ các hợp chất hoá học, bằng việc kết hợp các phương pháp tác động vật lý và hoá học.
Xử lý sinh hoá học thường được áp dụng để tách khỏi nước thải các chất phân tán thô. Phương pháp xử lý sinh hoá học dựa trên khả năng của một số dạng vi khuẩn sử dụng để ăn các chất hữu cơ có trong nước thải là nguồn sống đối với chúng. Phân biệt hai giai đoạn của quá trình xử lý diễn ra với tốc độ khác nhau:
tập trung từ nước thải các tạp chất hoà tan và phân tán mỏng chất hữu cơ, vô cơ lên bề mặt vật thể vi khuẩn, sau đó phá huỷ chất cô đọng trong tế bào vi khuẩn bằng cách đưa các quá trình hoá học vào chúng.
Quá trình xử lý sinh hoá học có thể diễn ra cả trong điều kiện nhân tạo lẫn trong điều kiện tự nhiên.
Xử lý sinh hoá học trong điều kiện nhân tạo được thực hiện trong bể lọc sinh hoá học, bể lọc sinh hoá học với cửa lấy nước thải phân tán, với sự truyền khí tự nhiên va nhân tạo trên bể sinh học.
Bể lọc sinh học là một bể chứa đổ đầy bùn hoạt tính (bùn hoạt tính là một khối các chất thành phần khoáng và hữu cơ nhiều vi khuẩn). Khi cho nước thải đi qua bể lọc sinh hoá học, các vi khuẩn cuốn hút các khoáng chất và chất hữu cơ làm thức ăn cho chúng như azot từ aniac, nitrit, axit amin, phôt pho và kali từ uối khoáng các hợp chất đó. Đối với công việc bình thường của bể lọc sinh hoá, bùn hoạt tính cần đươc thay thế định kỳ.
Bể lọc sinh học là một công trình đổ đầy các vật liệu nhỏ, trên đó trước khi đổ nước thải cần tạo nên một màng sinh học hoạt tính bao gồm không chỉ các vi khuẩn mà cả các thuỷ sinh vât tạo nên một quân thể phức tạp tham gia vào quá trình xử lý.
b) Xử lý nước thải trong các điều kiện tự nhiên
Xử lý sinh hoá học được thực hiện trên các cánh đồng đất tưới, đồng lọc, trên các khu vực tưới dưới đất, trong các vũng sinh học và kênh xử lý. Trong mọi trường hợp, quá trình xử lý diễn ra vô hại trong đất và nước dưới sự tham gia của các quá trình tự nhiên. Xử lý sinh học đất đai bao gồm việc đưa từ từ các chất hữu cơ của nước thải đến các hợp chất khoáng sản đơn giản nhất dưới tác động của các vi
khuẩn đất đai có ý nghĩa chủ yếu. Các sinh vật của chất lỏng thải tập trung vào lớp đất trên cùng và tăng nhanh tính bão hoà ssinh khối. Khi đó, một số trong chúng bị chết dưới tác động của vi khuẩn ăn thịt, số còn lại nằm trong đất có điều kiện thuận lợi, nhân rộng ra và tự mình tham gia vào quá trình làm sạch đất khỏi các hợp chất hữu cơ từ nước thải đưa vào. Đất như là một phong thí nghiệm tự nhiên, nơi đó diễn ra các quá trình sinh học tích cực, dẫn tới việc khoáng hoá các chất hữu cơ chứa trong nước thải và do tác động của chúng hầu như giải phóng hoàn toàn vi khuẩn. Đặc biệt qua trọng là phương pháp làm sạch hoàn toàn loại bỏ cac xâm nhập trực tiếp của nước thải vào thuỷ vực mặt nước, tức là bảo vệ chúng khỏi nhiễm bẩn một cách tốt nhất.
Đồng đất tưới là một diện tích chuyên dụng trên đó tiến hành xử lý nước thải chỉ định các cây trồng khác nhau. Khi không có cây trồng, các khoảnh đất này được gọi là đồng lọc. Phường pháp xử lý nước thải bằng đất trong thời gian gần đây rất được chú ý, điều đó giải thích bằng khả năng giải quyết đồng thời nhiệm vụ nbảo vệ nươc khỏi nhiễm bẩn và tăng cường sản xuất nông nghiệp.
Ngoài ra, độ sâu xử lý nước thải công cộng cao hơn khi sử dụng phương pháp thổ nhưỡng.
Việc mở rộng đều đặn các công trình xử lý, hoàn thiện công nghệ sản xuất, sử dụng nhiều lần nước trong công nghiệp chắc chắn sẽ hạn chế thể tích nhiễm bẩn xâm nhập và thể tích nước thiên nhiên. Tuy nhiên, hiện nay không phải mọi nước thải đều được xử lý ; ngoài ra với mức độ hiện tại của công nghệ xử lý , một phần nhiễm bẩn nhất định còn tồn đọng ở nước thải, do đó cần tính toán các quá trình tự làm sạch nước thải chảy qua khi đổ chúng xuống thủy vực. Sử dụng vũng sinh học như là một thủy vực nhân tạo với độ sâu 0.5-1.5m, được chia thành một số ngăn (2-5 ngăn ).Nước thải được đổ vào tuần tự theo mức độ xử lý. Đối với sự phân bố đều của nước thải trong phạm vi vũng nước được đổ vào và đẩy nước ra làm mất sự tập trung. Diện tích vũng 0.5-1.0 ha. Xử lý kiểu này hiệu quả nhất là vào thời gian ấm áp trong năm. Lưu ý rằng, trong trường hợp này hiệu quả xử lý nước thải trong các điều kiện nhân tạo cũng gần với hiệu quả xử lý trong tự nhiên.
Biện pháp công trình
Biện pháp công trình thúc đẩy việc bảo vệ tài nguyên nước khỏi nhiễm bẩn, có thể phân ra các dạng nông nghiệp , lâm nghiệp và thủy công .
Biện pháp lâm nghiệp là trồng các thực vật cây gỗ và thân bụi trong phần thượng lưu và trung lưu của lưu vực , làm giảm dòng chảy mặt và làm giảm quá trình xói mòn do nước.
Nhóm biện pháp nông nghiệp gồm tiến hành chuẩn xác các công tác nhà nông.
Biện pháp thủy công: chủ yếu là điều tiết chế độ nước , không khí của đất và thổ nhưỡng để trồng các loại cây trồng khác nhau, cần phải giữ đất khỏi bị mất các chất dinh dưỡng. Biện pháp này bao gồm việc gìn giữ các thung lũng, các sườn đồi và chỗ bồi khỏi bị phá hủy.
Tổ chức tiến hành các biện pháp công trình tổng hợp cho phep giảm đáng kể sự nhiễm bẩn tự nhiên.
Tác động lớn tới chất lượng nước là nhiễm bẩn khí quyển. vấn đề này đã được xem xét ở phần thứ nhất của giao trình này.
Khai thác tài nguyên thiên nhiên gây ảnh hưởng rõ rệt đến tính nhiễm bẩn của môi trường nước nhất là các hiểm họa do tràn dầu, cháy rừng và vỡ đê ….
Các phương pháp nêu trên cảnh báo sự nhiễm bẩn tài nguyên nước còn chưa tính đến những điều đó .Còn có nhiều biện pháp giữ nước khác cho phép hạn chế khối lượng và hạ thấp mức độ nhiễm bẩn nước thải. Tuy nhiên, các phương pháp đó chỉ có thể tách một phần nhiễm bẩn nước tự nhiên nhưng không loại bỏ được nó.