Nước thải sinh hoạt - Thực trạng ô nhiễm và các giải pháp xử lý

Tình trạng ô nhiễm do nước thải trong sinh hoạt đang là một trong những lo ngại lớn nhất của nước ta hiện nay. Với mức độ xả thải lớn mà không qua xử lý đúng cách, nước thải sinh hoạt đã và đang gây ra những hậu quả nghiêm trọng đến đời sống của con người và các sinh vật khác. Nếu tình trạng này tiếp tục kéo dài sẽ dẫn đến những nguy cơ ô nhiễm nặng nguồn nước, nước ngầm mạch nông thậm chí còn tồi tệ hơn hiện tại. Do đó, yêu cầu đưa ra chính là phải có những phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hiệu quả nhất.

Khái niệm, nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt là nước thải sinh ra từ quá trình sinh hoạt trong đời sống thường ngày của con người. Điển hình như hoạt động nấu ăn, vệ sinh nhà cửa, vệ sinh cá nhân, nước từ nhà tắm, nước từ hoạt động giặt rửa,...

Nguồn gốc của nước thải trong sinh hoạt có thể đến từ nơi sinh sống và tập trung các hoạt động của con người như: các hộ gia đình, khu dân cư, khu vui chơi, các trung tâm mua sắm,...

Thành phần của nước thải sinh hoạt

Nước thải trong sinh hoạt chủ yếu chứa các chất dinh dưỡng, thực phẩm dư thừa đang trong quá trình phân rã. Trong đó, chất hữu cơ và vô cơ chiếm một thành phần rất lớn (khoảng 60%). Theo nghiên cứu chỉ ra rằng, các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt bao gồm protein, chất béo, xenlulo, ure,.. Trong thành phần vô cơ thì chứa nhiều vụn thủy tinh, kim loại nặng, cát, thân cây, túi nilon,... Ngoài ra, nó còn chứa một lượng lớn những hóa chất đã qua sử dụng như: mỹ phẩm, chất tẩy rửa, thuốc, thuốc bảo vệ thực vật,...

Ngoài những chất trên, nước thải từ hoạt động của con người còn chưa hàm lượng lớn các chất BOD5, Nito, Photpho,..và một lượng lớn vi khuẩn, virus, giun sán và các chất hữu cơ gây bệnh.

Phân loại nước thải sinh hoạt

Nước thải từ khu vực vệ sinh: Đây là nước thải sinh ra chủ yếu từ khu vực toilet, nhà vệ sinh. Những loại nước thải này chứa nồng độ các chất nguy hiểm rất cao. Đặc biệt là các chất hữu cơ có trong phân, nước tiểu, virus gây bệnh và cặn lơ lửng. Một số thành phần gây ô nhiễm thường thấy trong nước thải khu vực vệ sinh là: BOD5, COD, nitơ và photpho. Ngoài ra, trong nước thải của khu vựa này còn chứa một lượng lớn N và P. Hai thành phần này nếu không được loại bỏ sẽ tạo ra hiện tượng phú dưỡng. Do tính chất nguy hiểm của nó, nước thải khu vực vệ sinh thường sẽ được thu gom và phân hủy trong các bể tự hoại để giảm nồng độ chất hữu cơ trước khi được mang đi xử lý theo đúng quy trình.

Nước thải từ hoạt động khác: Nước thải khu vực nhà bếp: đặc trưng của nước thải sinh hoạt khu vực này là chứa rất nhiều dầu mỡ, cặn thức ăn, rác, chất hữu cơ,..Nhưng nhìn chung, đây là những chất hữu cơ dễ phân hủy và chứa khá ít chất độc hại đối với môi trường và con người.

Nước thải khu vực tắm giặt: loại nước thải này có chứa rất nhiều hóa chất tẩy rửa, tuy nhiên lượng hóa chất này không gây hại nhiều đến sức khỏe con người trong quá trình sử dụng vì các thành phần ô nhiễm có trong chúng cũng không đáng kể. Tuy nhiên, các hóa chất này sau khi sử dụng có thể bị biến chất và trở nên nguy hiểm. Vì vậy, cần có cách xử lý nước thải từ khu vực tắm giặt khác so với các loại nước thải trên để tránh gây ra những ảnh hưởng đến quá trình xử lý chung.

Nước thải sinh hoạt ảnh hưởng đến con người như thế nào?

Đầu tiên và có thể dễ dàng nhận ra nhất chính là nước thải ô nhiễm trong sinh hoạt gây ra nguy cơ thiếu nước sạch cho các nhu cầu thiết yếu, sinh hoạt hàng ngày và sản xuất, kinh doanh của con người.

Kế đến, nước thải sinh hoạt có chứa những chất độc và các kim loại nặng gây ra những tác động tiêu cực đến sức khỏe con người. Trong trường hợp nhẹ, chúng có thể gây ra những dị ứng ngoài da, ngộ độc, đau đầu,.. Nặng nề hơn nữa sẽ dẫn đến những căn bệnh hiểm nghèo đoe dọa đến sức khỏe con người như ung thư, đột biến gen. Ngoài ra, những hợp chất hữu cơ của phenol, linden, endrin, sevin,...được tìm thấy trong các chất tẩy rửa cũng ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người.

Vi khuẩn có trong nước thải sinh hoạt cũng là nguyên nhân chính gây ra bệnh tả, ung thư da, thương hàn và bại liệt.

Nước thải sinh hoạt ảnh hưởng đến hệ sinh thái

Nước thải sinh hoạt có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề ô nhiễm môi trường cũng như sức khỏe và sự sinh tồn của các loài sinh vật.

Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đối với môi trường được biểu hiện thông qua tình trạng ô nhiễm, cụ thể:

➣ Đối với môi trường đất: nước thải trong sinh hoạt nếu chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường sẽ tiếp xúc và ngấm vào đất đầu tiên và gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường đất. Từ đó, các sinh vật và cây cối sống phụ thuộc vào đất sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp dẫn đến tình trạng kém phát triển, bệnh tật và có thể bị chết. Nếu số lượng nước thải nhiều và tình trạng xả thải diễn ra liên tục có thể ngấm dần vào đất và ảnh hưởng đến cả những mạch nước ngầm ẩn sâu dưới lòng đất.

➣ Đối với môi trường không khí: ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt đến môi trường không khí rất lớn. Những mùi hôi và chất độc có khả năng bốc hơi từ kênh, rạch, sông, hồ có chứa nước thải chưa qua xử lý sẽ khiến không khí bị ô nhiễm và có mùi khó chịu cũng như chứa nhiều chất độc. Điều này làm mất đi vẻ đẹp cảnh quan tự nhiên và ảnh hưởng lớn đến các sinh vật sống trên trái đất.

➣ Đối với môi trường nước: nước chính là môi trường bị tác động nhiều nhất hiện nay bởi nước thải sinh hoạt. Nguyên nhân chính là do nước thải chưa qua xử lý chủ yếu được người dân xả vào những nguồn nước xung quanh khu vực sinh sống. Ngoài mạch nước ngầm, các vùng sông, ngòi, kênh, rạch cũng bị ô nhiễm bởi lượng nước thải người dân xả ra. Những vùng nước quanh các khu vực này thường rất hôi thối và chứa nhiều chất độ gây hại cho người dân và những loài thủy hải sản.

Thực trạng xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay

Theo khảo sát của Bộ Tài nguyên và Môi trường, hiện nay các thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt nước ta rất cao và có xu hướng gia tăng liên tục. Mỗi ngày, nước ta có tới hơn 7 triệu m3 nước thải trong sinh hoạt chưa qua xử lý được thải ra môi trường. 

Với một lượng nước thải lớn như vậy được xả ra môi trường mỗi ngày nhưng hiện tại, năng lực xử lý nước thải của nước ta lại còn khá thấp. Lượng nước thải được xử lý trước khi thải ra môi trường chỉ chiếm tầm 15% tổng lượng nước thải. Điều này chứng tỏ 85% lượng nước thải còn lại đều được đưa trực tiếp ra môi trường mà không xử lý hoặc chỉ được xử lý sơ sài. Chính vì lý do này, thực trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt của nước ta đang ngày càng trở nên trầm trọng vượt tầm kiểm soát. Đặc biệt là tại các các thành phố lớn tập trung nhiều dân cư, được ghi nhận có tới 90% nước thải được đưa ra môi trường mà không qua xử lý.

Các chuyên gia môi trường nhận định rằng, nếu tình trạng này tiếp diễn, trong vòng 10 - 15 năm tới nước ta sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi những hậu quả do ô nhiễm nước thải sinh hoạt gây ra.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ MBR

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ MBR được sử dụng rộng rãi trong giải quyết tình trạng ô nhiễm nước thải đô thị hiện nay. Đây là sự kết hợp giữa quá trình lọc màng vi lọc và siêu lọc với quá trình sinh trưởng lơ lửng. 

Quá trình xử lý của màng MBR như sau: nhún module của màng MBR vào bể aerotank có chứa nước thải bẩn,  sau đó những lỗ lọc của của màng sẽ giúp phân tách hoàn toàn các hỗn hợp có trong nước thải sinh hoạt. Lỗ lọc của màng có kích thước chỉ 0.4 micron sẽ giữ lại các chất lơ lửng, các vi sinh vật và vi khuẩn gây bệnh siêu nhỏ. Ngày nay, công nghệ MBR được sủ dụng phổ biến do có rất nhiều ưu điểm vượt trội như tiết kiệm chi phí và diện tích xây dựng, tiết kiệm chi phí nhân công,..

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ SBR

Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt này chủ yếu áp dụng cho các khu dân cư, nhà hàng, quán ăn,... Phương pháp này có thể phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải, làm giảm lượng chất rắn lơ lửng và nitơ đáng kể.

Công nghệ SBR xử lý nước thải sinh hoạt bằng quá trình hoạt động tuần hoàn qua 5 giai đoạn: làm đầy, sục khí, lắng cặn, rút nước và nghỉ. 

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ Johkasou

Đây cũng là một trong những phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt được áp dụng nhiều nhất hiện nay tại các khu dân cư, hộ gia đình, nhà hàng, tiệm giặt tẩy,...Phương pháp này sử dụng các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí kết hợp nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, vô cơ, BOD và các vi khuẩn có hại trong nước thải rất hiệu quả.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ UASB 

Công nghệ UASB được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt và ngành công nghiệp sản xuất bia, rượu. Đây là cách xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí. Nước thải trong quá trình sinh hoạt sẽ được đưa vào hệ thống theo chiều từ dưới lên và chảy với vận tốc nhỏ hơn 1m/ giờ. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp UASB bao gồm hệ thống phân nước đáy bể, tầng xử lý và hệ thống tách pha.

Nguyên lý hoạt động : Nước thải sinh hoạt ô nhiễm được đưa vào hệ thống và đi theo hướng từ dưới lên, qua tầng vi sinh ở lớp bùn kỵ khí để phân hủy các chất hữu cơ bằng cách sử dụng các vi sinh vật. Kế tiếp, tại hệ thống tách pha phía trên sẽ tách các chất rắn, lỏng và khí có hại ra khỏi nước thải . Chất khí bốc lên sẽ được cho vào một hệ thống thu hồi khí, còn bùn sẽ lắng xuống đáy bể. Riêng nước thải sau khi qua hệ thống này sẽ được thu hồi đưa đi xử lý bước tiếp theo.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ MBBR

MBBR là phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt dựa trên sự góp mặt của giá thể sinh học. Có 2 loại công nghệ MBBR điển hình nhất:

➣ Công nghệ MBBR hiếu khí / ➣ Công nghệ MBBR kỵ khí

Nguyên lý hoạt động: Nước thải sau đi đưa vào hệ thống MBBR sẽ được các vi sinh vật hiếu khí tiến hành phân hủy chất hữu cơ và khoáng chất thành chất dinh dưỡng nuôi sống chúng. Từ đây sẽ giúp làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Kế tiếp, nước thải sau khi phân hủy chất hữu cơ xong sẽ đi qua bể lắng. Tại đây, chúng sẽ được lắng một lần nữa để đưa lượng bùn dư còn lại đi xử lý. Bước kế tiếp, nước thải được đưa qua bể keo tụ - tạo đông để tập hợp và hình thành các bông cặn có kích thước lớn. Công đoạn cuối cùng diễn ra tại bể khử trùng, nước thải sẽ được thêm Javen hoặc Clo để khử trùng và tiêu diệt các loại vi khuẩn, mầm bệnh còn sót lại.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ AO, AAO

AAO là công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt kết hợp 3 hệ vi sinh: kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí. Các vi sinh vật này sẽ có nhiệm vụ phân hủy chất gây ô nhiễm có trong nước thải và sử dụng chúng để làm nguồn dinh dưỡng. Hiện nay, công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong hệ thống xử lý nước thải của bệnh viện, khu dân cư,..

Nó được ưa chuộng do có hiệu quả xử lý rất cao, chi phí thấp và khá thân thiện với môi trường. Công nghệ thường phổ biến với các hệ thống modun hợp khối chế tạo sẵn.

Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc sinh học thực vật

Đây chính là phương pháp xử lý chất thải hiệu quả, đơn giản, tiết kiệm và vô cùng thân thiện với môi trường. Có thể áp dụng trong xử lý nước thải khu dân cư, nhà hàng,.. và những nguồn nước thải nhiễm mặn, nhiều dầu.

Phương pháp này sử dụng thực vật sống dưới nước như tảo, thủy trúc bèo tây, lục bình.. Lý do là do chúng có khả năng quang hợp cao và có thể sống tốt trong môi trường nước bị ô nhiễm. Các sinh vật này sẽ tận dụng chất dinh dưỡng trong nước thải để sống và biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng trong cơ thể các sinh vật này để tiêu diệt mầm bệnh.

Những lợi ích của xử lý nước thải sinh hoạt

Có rất nhiều lợi ích khi nước thải, nước thải sinh hoạt nói riêng được thu gom xử lý triệt để; Ngoài những lợi ích thiết thực đã nêu ở trên như giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí cũng như cải thiện sức khỏe con người và khả năng phát triển, sinh tồn của các sinh vật sống. Xử lý nước thải sinh hoạt đúng cách và hiệu quả còn mang đến những lợi ích khác. Điển hình nhất chính là biến nước thải sinh hoạt trở thành chất dinh dưỡng trong trồng trọt: Tất cả các loại nước thải đều có thể được xử lý và sử dụng lại như những phân bón dinh dưỡng cho cây trồng. Sau quá trình xử lý, bùn và các chất lắng đọng có ích của nước thải sẽ được tái sử dụng làm phân bón cho cây trồng. Những chất dinh dưỡng có trong bùn sinh học và bùn hoạt tính của nước thải rất có lợi cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Chúng góp phần tăng năng suất cây trồng, mang đến hiệu quả kinh tế lớn. Đồng thời cây xanh tươi tốt cũng góp phần đáng kể vào công cuộc xây dựng môi trường sống xanh - sạch- đẹp.