Nước thải bắt nguồn từ hoạt động sinh hoạt, công nghiệp, thương mại hoặc nông nghiệp, bao gồm các đặc tính khách nhau tùy thuộc vào nguồn gốc. Các loại nước thải bao gồm: Nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, có thể chứa các chất ô nhiễm vật lý, hóa học và sinh học.
Hộ gia đình làm phát sinh nước thải thông qua các hoạt động thường ngày như xả nước từ nhà vệ sinh, bồn rửa, máy rửa chén, máy giặt, bồn tắm, vòi hoa sen. Các hộ gia đình sử dụng nhà vệ sinh khô sẽ tạo ra ít nước thải hơn so với những hộ gia đình sử dụng nhà vệ sinh có xả nước (nhà vệ sinh khô là nhà vệ sinh sử dụng công nghệ sinh học sinh thái, không dùng nước để xả thải. Thay vào đó, nó sử dụng than hoạt tính và vi sinh vật. Vi sinh vật có nhiệm vụ phân huỷ chất thải và ức chế các vi sinh vật có hại. Than hoạt tính có nhiệm vụ khử mùi, tránh gây ô nhiễm không khí.)
Nước thải sau khi được xử lý sẽ được đưa vào một vùng nước tiếp nhận. Một số được cải tạo và có thể tái sử dụng, một số được thải ra môi trường mà không được xử lý phù hợp sẽ trở thành tác nhân gây ô nhiễm nước nghiêm trọng.
Ở các nước đang phát triển và ở các vùng nông thôn có mật độ dân số thấp, nước thải thường được xử lý bằng nhiều hệ thống vệ sinh tại chỗ khác nhau và không được đưa vào trong cống rãnh. Các hệ thống này bao gồm bể tự hoại được kết nối với các đường ống thoát nước, hệ thống nước thải tại chỗ (OSS),…
- Nguồn nước thải bao gồm các hoạt động sinh hoạt sau đây:
- Bài tiết của con người ( phân, nước tiểu, máu và các chất dịch cơ thể khác) thường được trộn với giấy vệ sinh đã sử dụng hoặc khăn ướt ; đây được gọi là nước đen nếu nó được thu thập từ nhà vệ sinh xả nước
- Nước rửa (vệ sinh cá nhân, quần áo, sàn nhà, bát đĩa, ô tô,…), còn được gọi là nước xám hoặc nước thải
- Thặng dư sản xuất chất lỏng từ các nguồn trong nước (đồ uống, dầu ăn, thuốc trừ sâu , dầu bôi trơn, sơn, chất tẩy rửa,…)
- Các hoạt động sản xuất nước thải công nghiệp bao gồm:
- Thoát nước công nghiệp (phù sa, cát, kiềm, dầu, dư lượng hóa chất)
- Nước làm mát công nghiệp (chất diệt khuẩn, chất nhờn, phù sa)
- Chất thải hữu cơ hoặc phân hủy sinh học bao gồm chất thải từ bệnh viện, lò mổ, xưởng làm kem và nhà máy thực phẩm .
- Chất thải hữu cơ hoặc không phân hủy sinh học khó xử lý từ dược phẩm hoặc sản xuất thuốc trừ sâu
- Chất thải độc hại từ mạ kim loại, sản xuất xyanua, sản xuất thuốc trừ sâu,…
- Chất rắn và nhũ tương từ các nhà máy giấy, nhà máy sản xuất dầu nhờn hoặc dầu thủy lực, thực phẩm,…
- Nước từ sản xuất dầu và khí tự nhiên
- Các hoạt động liên quan khác:
- Dòng chảy đô thị từ đường cao tốc, đường bộ, đường ray, bãi đỗ xe, mái nhà, vỉa hè (chứa dầu, phân động vật, chất thải thực phẩm, rác, xăng, dầu diesel hoặc cao su từ lốp xe, xà phòng, kim loại từ khí thải xe cộ, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu,…)
- Ô nhiễm bắt nguồn từ hoạt động nông nghiệp
- Nước thải có thể được pha loãng hoặc trộn với các loại nước khác thông qua các cơ chế sau:
- Nước biển xâm nhập (khối lượng lớn muối và vi khuẩn )
- Xâm nhập trực tiếp của sông nước
- Lượng nước mưa thu được trên mái nhà, sân bãi,…
- Nước ngầm thấm vào nước thải
- Trộn với các loại nước thải hoặc bùn phân khác
- Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải
Thành phần của nước thải rất khác nhau. Đây là danh sách một phần các chất ô nhiễm có thể có trong nước thải:
Các chất ô nhiễm hóa học hoặc vật lý
- Kim loại nặng, bao gồm thủy ngân, chì và crôm
- Các hạt hữu cơ như phân , lông , chất thải thực phẩm , chất nôn , sợi giấy, nguyên liệu thực vật, mùn,…
- Vật liệu hữu cơ hòa tan như urê, đường trái cây, protein hòa tan, thuốc, dược phẩm,…
- Các hạt vô cơ như cát, hạt kim loại, cặn cao su từ lốp xe, gốm sứ,…
- Vật liệu vô cơ hòa tan như amoniac, muối đường, muối biển, xyanua, hydro sunfua, thiocyanate, thiosulfates,…
- Các chất rắn vĩ mô như băng vệ sinh, tã, bao cao su, kim tiêm, đồ chơi trẻ em, động vật hoặc thực vật chết,…
- Các loại khí như hydro sunfua, carbon dioxide, metan,…
- Các loại nhũ tương như sơn, chất kết dính, mayonnaise, chất tạo màu tóc, dầu nhũ hóa,…
- Các chất độc như thuốc trừ sâu, chất độc, thuốc diệt cỏ,…
- Dược phẩm, các hợp chất phá vỡ nội tiết, kích thích tố, các hợp chất perfluorated, siloxan, thuốc lạm dụng và các chất độc hại khác
- Microplastic như polyethylen và polypropylen, polyester và polyamide
- Ô nhiễm nhiệt từ các nhà máy điện và nhà sản xuất công nghiệp
Các chất ô nhiễm sinh học
Nếu nước thải chứa phân người, như trường hợp nước thải, thì nó cũng có thể chứa mầm bệnh của một trong bốn loại:
- Vi khuẩn (ví dụ Salmonella, Shigella, Campylobacter, Vibrio cholerae ),
- Virus (ví dụ viêm gan A, rotavirus, enterovirus )
- Động vật nguyên sinh (ví dụ Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum)
- Ký sinh trùng như giun sán và trứng của chúng (ví dụ giun đũa, Ancylostoma (giun móc) và Trichuris (giun đũa))
- Nó cũng có thể chứa vi khuẩn và động vật không gây bệnh như côn trùng, động vật chân đốt và cá nhỏ.
Vì tất cả các nguồn nước tự nhiên đều chứa vi khuẩn và chất dinh dưỡng nên hầu như hợp chất nước thải nào được đưa vào nguồn nước cũng phản ứng sinh hóa. Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) là hai thuật ngữ phổ biến. Cả hai xét nghiệm BOD và COD đều là thước đo mức độ ô nhiễm chất thải. Thử nghiệm BOD đo lường nhu cầu oxy của phân hủy sinh học các chất ô nhiễm trong khi xét nghiệm COD đo nhu cầu oxy của các chất ô nhiễm oxy hóa.
Ở cấp độ toàn cầu, khoảng 80% nước thải sản xuất được thải ra môi trường không được xử lý, gây ô nhiễm nước trên diện rộng . Có rất nhiều quy trình có thể được sử dụng để làm sạch chất thải tùy thuộc vào loại và mức độ ô nhiễm. Nước thải có thể được xử lý trong các nhà máy xử lý nước thải bao gồm các quá trình xử lý vật lý, hóa học và sinh học. Nước thải thành phố được xử lý trong các nhà máy xử lý nước thải. Nước thải nông nghiệp có thể được xử lý trong các quy trình xử lý nước thải nông nghiệp, nước thải công nghiệp được xử lý trong các quy trình xử lý nước thải công nghiệp .
Một loại hệ thống xử lý hiếu khí là quá trình bùn hoạt tính, dựa trên việc duy trì và tuần hoàn một sinh khối phức tạp bao gồm các vi sinh vật có thể hấp thụ các chất hữu cơ trong nước thải. Các quy trình xử lý nước thải kỵ khí ( UASB, EGSB ) được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp và bùn sinh học.
