Nghiên cứu lựa chọn giải pháp và thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp hải thành phường hải thành, quận dương kinh, thành phố hải phòng

Một trong những mục tiêu cụ thể của chiến lược là 70 % các KCN có hệ thống xử lý nước thải tập trung đạt tiêu chuẩn môi trường, thu gom 90% chất thải sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ, xử

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích và yêu cầu 2

2.1 Mục đích: 2

2.2 Yêu cầu: 2

1.1 Tổng quan về Khu Công nghiệp và các vấn đề môi trường liên quan đến Khu Công nghiệp ở Việt Nam 3

1.1.1 Tổng quan về Khu Công nghiệp ở Việt Nam 3

1.1.2 Các vấn đề môi trường liên quan đến Khu Công nghiệp ở Việt Nam 4

1.2 Các quy định liên quan tới quản lý nước thải Khu Công nghiệp 10

1.3 Các giải pháp công nghệ áp dụng trong xử lý nước thải KCN 12

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 24

2.2 Nội dung nghiên cứu 24

2.3 Phương pháp nghiên cứu: 24

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu, thu thập, tổng hợp tài liệu 24

2.3.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa 25

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 25

2.3.4 Phương pháp đồ họa , tính toán, thống kê toán học 25

2.3.5 Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu 26

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 27

3.1 Khái quát về Khu Công nghiệp 28

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv

3.1.1 Thông tin chung 28

3.1.2 Hiện trạng cơ sở hạ tầng 31

3.2 Hiện trạng phát sinh nước thải và tính chất nước thải tại KCN 35

3.2.1 Lưu lượng xả thải 35

3.2.2 Đặc trưng về tính chất nước thải phát sinh từ Khu Công nghiệp 37

3.2.3 Ước tính tải lượng chất ô nhiễm 38

3.3 Lựa chọn phương án xử lý và tính toán thiết kế 39

3.3.1 Lựa chọn phương án xử lý 39

3.3.2 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung 46

3.4 Đề xuất giải pháp quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải 90

3.4.1 Đề xuất giải pháp quản lý 90

3.4 2 Vận hành hệ thống xử lý nước thải 91

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

1 Kết luận 96

2 Kiến nghị 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

DANH MỤC BẢNG

1.1 Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm trong nước

thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm 2009 (**) 6

1.2 Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp 9

2.1 Các phương pháp và thiết bị phân tích các chỉ tiêu môi trường 25

3.1 Bảng thống kê hệ thống thoát nước mưa 30

3.2 Thống kê hệ thống thoát nước thải 30

3.3 Thống kê lưu lượng xả thải của Khu Công nghiệp Hải Thành 34

3.4 Kết quả phân tích chất lượng nước thải KCN Hải Thành 35

3.5 Tải lượng chất gây ô nhiễm trong nước thải 37

3.6 Hiệu suất cần xử lý 44

3.7 Tổng hợp tính toán các hạng mục công trình xử lý: 46

3.8 Tổng hợp tính toán bể thu gom 48

3.9 Tổng hợp tính toán bể điều hòa 53

3.10 Tổng hợp tính toán bể keo tụ 55

3.11 Tổng hợp tính toán bể tạo bông 59

3.12 Các thông số cơ bản thiết kế cho bể lắng I 60

3.13 Tổng hợp tính toán bể lắng I 65

3.14 Bảng dữ liệu phân hủy của N,BOD 65

3.15 Thông số cơ bản thiết kế bể lắng II 71

3.16 Tổng hợp tính toán bể lắng II 75

3.17 Tổng hợp tính toán bể lọc ngược 77

3.18 Tổng hợp tính toán bể nén bùn 84

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi

DANH MỤC HÌNH

1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCN sử dụng công nghệ SBR 13

1.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO 20

1.3 Cơ chế bể Aerotank 21

3.1 Vị trí địa lý Dự án Khu nhà xưởng cho thuê Hải Thành 27

3.2 Mặt bằng tổng thể cơ sở 28

3.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án1 40

3.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án2 41

3.5 Sơ đồ mặt bằng hệ thống xử lý được đặt như sau 46

3.6 Sơ đồ bể điều hòa 53

3.7 Sơ đồ bể keo tụ - tạo bông 60

3.8 Sơ đồ cụm bể lắng sơ cấp (lắng 1) – bể hiếu khí – Bể lắng thứ cấp(lắng 2) 75 3.9 Hình ảnh bể trung gian và bể lọc ngược 80

3.10 Sơ đồ bể khử trùng 81

3.11 Sơ đồ bể nén bùn 82

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CNH- HĐH : Công nghiệp hóa-Hiện đại hóa

SBR : Sequencing Batch Reactor

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khu Công nghiệp (KCN) được hình thành từ những năm 1990 và đặc biệt phát triển mạnh trong những năm gần đây, KCN có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam Các KCN đã và đang là nhân tố chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng công nghiệp, tăng khả năng thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước vào phát triển công nghiệp, đẩy mạnh xuất khẩu, tạo công ăn việc làm và thu nhập cho người dân, và hạn chế tình trạng ô nhiễm công nghiệp do chất thải công nghiệp gây ra Chính điều đó đã góp phần tạo ra dịch chuyển cơ cấu kinh tế xã hội, đẩy mạnh mục tiêu đưa Việt Nam cơ bản trở thành nước công nghiệp vào năm 2020

Tuy nhiên, bên cạnh những đóng góp tích cực, quá trình phát triển các KCN nói chung và KCN Hải Thành nói riêng đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn về ô nhiễm môi trường do chất thải, nước thải và khí thải công nghiệp Những thách thức này nếu không được giải quyết triệt để có thể sẽ gây ra những tác động xấu đến đời sống và sức khỏe của người dân trong khu vực xung quanh hiện tại và trong tương lai Trong tương lai có thể sẽ phá hỏng những thành tựu công nghiệp nói riêng và phát triển kinh tế, tiến bộ xã hội nói chung ở Việt Nam

Khu Công nghiệp Hải Thành tại phường Hải Thành, quận Dương Kinh, thành phố Hải Phòng, có tổng diện tích sử dụng là 7,4087 ha KCN Hải Thành được xây dựng từ tháng 2 năm 2010 đến tháng 12 năm 2012, bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 01 năm 2013 với các nhà máy sản xuất các thiết bị điện tử, linh kiện điện tử, thiết bị phụ tùng ô tô xe máy, chế tác vàng bạc, gia công các sản phẩm may mặc, sản xuất các thiết bị văn phòng phẩm và đồ gỗ Tính đến nay KCN Hải Thành đã lấp đầy 25% diện tích sử dụng, dự kiến đến hết quý 2 năm

2016, KCN Hải Thành sẽ được lấp đầy đến 100% Các nhà xưởng trong Khu Công nghiệp được xây dựng theo quy hoạch chung của Khu Công nghiệp, là các nhà máy nhà xưởng được xây dựng sẵn và cho các doanh nghiệp thuê lại mặt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

bằng để thực hiện việc kinh doanh sản xuất

Hiện nay KCN Hải Thành chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, nước thải xả ra ngoài môi trường chưa được xử lý đạt tiêu chuẩn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt khu vực xung quanh Do vậy, để giảm thiểu các tác động xấu từ nước thải đến môi trường, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp và thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung Khu Công nghiệp Hải Thành”

- Kết quả, dữ liệu thu được phù hợp và chính xác

- Đưa ra sơ đồ công nghệ, cơ sở tính toán và giải pháp tính toán mô hình hóa hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN Chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/ BTNMT (cột B) Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công

nghiệp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3

Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về Khu Công nghiệp và các vấn đề môi trường liên quan đến Khu Công nghiệp ở Việt Nam

1.1.1 Tổng quan về Khu Công nghiệp ở Việt Nam

Khu Công nghiệp (KCN - Industrial Zone) là khu chuyên sản xuất hàng công nghiệp và các dịch vụ phục vụ cho sản xuất công nghiệp tập trung được Chính phủ nước sở tại thành lập hoặc cho phép thành lập

- Trong KCN thông thường các doanh nghiệp được đầu tư trong các lĩnh vực sau:

+ Xây dựng và kinh doanh công trình cơ sở hạ tầng

+ Sản xuất, gia công, lắp ráp các sản phẩm công nghiệp để xuất khẩu hoặc tiêu thụ trong thị trường nước đó

+ Thực hiện các dịch vụ hỗ trợ sản xuất công nghiệp

- Doanh nghiệp KCN có những quyền chính sau:

+ Thuê đất trong KCN để xây dựng nhà xưởng và công trình kiến trúc phục vụ sản xuất kinh doanh

+ Sử dụng có trả tiền các công trình cơ sở hạ tầng, các tiện nghi diện tích công cộng và các dịch vụ khác trong KCN

+ Tổ chức sản xuất kinh doanh, xuất nhập khẩu phù hợp với giấy phép

và điều lệ của doanh nghiệp

+ Thuê phương tiện vận tải và các dịch vụ khác ở ngoài KCN

- Doanh nghiệp KCN có những nghĩa vụ chính sau:

+ Tuân thủ pháp luật nước sở tại, quy chế điều lệ của KCN

+ Đăng ký với ban quản lý KCN về số lượng sản phẩm xuất khẩu hoặc tiêu thụ tại thị trường trong nước

+ Thực hiện các nghĩa vụ tài chính với Nhà nước sở tại

+ Thực hiện các quy định về an toàn lao động vệ sinh môi trường, kế toán và an ninh trật tự phù hợp với qui định của KCN

Trong năm 2013, các KCN của cả nước đã thu hút được 472 dự án có

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4

vốn đầu tư nước ngoài với tổng vốn đầu tư đăng ký đạt 8.742 triệu USD, tăng 28% về số lượng dự án, và tăng 2,17 lần về tổng vốn đầu tư so với năm 2012 Điều chỉnh tăng vốn cho 354 lượt dự án với tổng vốn đầu tư tăng thêm là hơn 2.553 triệu USD Thu hồi giấy CNĐT của 79 dự án với tổng vốn đầu tư là 443 triệu USD Tính chung, tổng số vốn đầu tư nước ngoài tăng thêm trong năm 2013 đạt 10.852 triệu USD (tăng 57% so với năm 2012) So sánh với tình hình đầu tư trực tiếp nước ngoài năm 2013 của cả nước, tổng vốn đầu tư tăng thêm (cấp mới

và tăng vốn) trong năm 2012 của các KCN chiếm 49% tổng vốn đầu tư FDI của

cả nước, bằng 63% vốn FDI vào lĩnh vực công nghiệp, chế tạo

- Xét theo địa phương: Tính đến thời điểm hiện tại, Thái Nguyên là địa phương thu hút nhiều vốn ĐTNN nhất với 3.353 triệu USD, chiếm 31% tổng vốn đầu tư đăng ký của cả nước Bắc Ninh đứng thứ hai với tổng vốn đăng ký cấp mới và tăng thêm là 1.443 triệu USD, chiếm 13% Đồng Nai đứng thứ 3, với tổng vốn đầu tư cấp mới và tăng thêm đạt hơn 1.280 triệu USD, bằng 12% cả nước (Bộ kế hoạch và đầu tư, 2014)

Quá trình phát triển thời gian qua cho thấy, các KCN tăng nhanh về số lượng, diện tích, thu hút lượng lớn vốn đầu tư trong nước và nước ngoài, thúc đẩy sản xuất công nghiệp, tạo công ăn việc làm cho người lao động, nâng cao chất lượng cuộc sống, góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng CNH – HĐH,…

Tuy nhiên, bên cạnh các mục tiêu đạt được, tỷ lệ lấp đầy của các KCN

và công tác xây dựng các công trình bảo vệ môi trường trong KCN là chưa đạt chỉ tiêu Sự phát triển KCN đã gây sức ép không nhỏ đến môi trường, đến cuộc sống của người lao động và cộng đồng xung quạnh, ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững của đất nước Hiện trạng ô nhiễm môi trường, những tồn tại trong quản

lý môi trường KCN sẽ tiếp tục được phân tích và nâng cao hiệu quả trong tương lai

1.1.2 Các vấn đề môi trường liên quan đến Khu Công nghiệp ở Việt Nam

Sự phát triển không ngừng về số lượng các KCN giải quyết được bài toán về phát triển kinh tế, giải quyết việc làm, hỗ trợ để phát triển các thế mạnh của từng địa phương… nhưng lại phát sinh nhiều vấn đề nan giải về môi trường

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5

Khu Công nghiệp là nơi tập trung các cơ sở công nghiệp thuộc các ngành nghề, lĩnh vực khác nhau, cũng là nơi thải ra môi trường các loại chất thải rắn, lỏng, khí

và chất thải nguy hại, gây ô nhiễm môi trường

Nước thải: Nước thải từ các KCN có thành phần đa dạng, chủ yếu là các

chất lơ lửng, chất hữu cơ, dầu mỡ và một số kim loại nặng Nước thải từ các KCN được xả thẳng ra các nguồn tiếp nhận không qua xử lý đã gây ra ô nhiễm môi trường nước mặt Chất lượng nước mặt tại những vùng chịu tác động của nguồn thải từ các KCN đã suy thoái Tổng lượng nước thải và thải lượng các chất

ô nhiễm trong nước thải từ các KCN thuộc 4 vùng KTTĐ được thể hiện trong bảng 1.1:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6

Bảng 1.1 Ước tính tổng lượng nước thải và thải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải từ các KCN thuộc các tỉnh của 4 vùng KTTĐ năm 2014 (**)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8

Chính nguồn nước thải từ các KCN, cộng với nước thải sinh hoạt và các nguồn thải khác đã góp phần làm ô nhiễm nghiêm trọng các sông, hồ, kênh, rạch

Hiện nay những thủy vực phải tiếp nhận nước thải từ các KCN đều đã

bị ô nhiễm nặng, nhiều nơi nguồn nước không thể sử dụng được cho bất cứ mục đích nào

Hầu hết các lưu vực sông lớn ở nước ta đoạn chảy qua các KCN đều bị

ô nhiễm Tại hệ thống sông Đồng Nai ô nhiễm nước mặt thường tập trung chủ yếu dọc các đoạn sông chảy qua các tỉnh thuộc kinh tế trọng điểm phía Nam nơi

có các KCN phát triển mạnh Trên sông Thị Vải theo kết quả quan trắc từ năm

2006 -2008 cho thấy chất lượng sông Thị Vải bị ô nhiễm nghiêm trọng Tuy nhiên, từ cuối năm 2008 do vi phạm trong xả thải của Công ty Vedan được xử lý nghiêm, việc tuân thủ pháp luật của các KCN trên địa bàn được tăng cường nên tình trạng ô nhiễm nước ở đây có phần được cải thiện Vùng ô nhiễm nặng DO< 1mg/l trước đây dài vài km thì nay hầu như không còn, vùng ô nhiễm nhẹ DO nằm trong khoảng 2 – 3 mg/l chỉ còn từ 4 -5 km (Nguồn: Tổng cục môi trường, 2009) Tại các lưu vực sông Cầu và lưu vực sông Nhuệ - Đáy chất lượng nước sông cũng bị ô nhiễm nghiêm trọng Các báo cáo gần đây cho thấy, toàn lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy phải tiếp nhận lượng nước thải khoảng 1.000.000

m3/ngày.đêm Có trên 700 nguồn thải: công nghiệp, làng nghề, bệnh viện, sinh hoạt thải vào sông hầu hết không qua xử lý, gây ô nhiễm nghiêm trọng Trên sông Cầu đoạn sông bị ô nhiễm nghiêm trọng nhất là đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là các điểm thải của Nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, khu Gang thép Thái Nguyên… chất lượng nước đều không đạt quy chuẩn cho phép Trên sông Nhuệ - Đáy thì các đoạn sông cũng đã bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau

Đặc trưng nước thải tại Khu Công nghiệp

Các KCN phát triển đồng nghĩa với việc phát sinh một lượng nước thải khổng lồ thải ra ngoài môi trường, trong đó tổng lượng nước thải của hai khu vực Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Hồng chiếm tỷ lệ cao nhất Đặc trưng của nước

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9

thải công nghiệp là tập trung, có khối lượng và tải lượng lớn Thành phần của nước thải công nghiệp cũng hết sức phức tạp, nó phụ thuộc vào tính đa dạng của các ngành nghề trong KCN Do đó khó có thể xác định thành phần chất thải đặc trưng cho từng KCN, tuy nhiên đặc trưng của từng nhóm ngành sản xuất ta có thể chỉ ra được các thành phần chính của chúng trong nước thải

Bảng 1.2 Đặc trưng thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm chính Chất ô nhiễm phụ

-,

Thuộc da BOD5, COD, SS, Cr, NH4

+, dầu mỡ, phenol, sunfua N, P, tổng Coliform Dệt nhuộm SS, BOD, KLN, dầu mỡ Màu, độ đục Phân hóa học pH, độ axit, F, KLN Màu, SS, dầu mỡ, N, P Sản xuất phân hóa học NH4+, NO3-, urê pH, hợp chất hữu cơ Sản xuất hóa chất hữu

cơ, vô cơ pH, TSS, SS, Cl

-, SO42-, pH COD, phenol, F,

Silicat, KLN

Sản xuất giấy SS, BOD, COD, phenol,

lignin, tanin pH, độ đục, độ màu

(Nguồn: Quan trắc và Kiểm soát ô nhiễm môi trường nước, Lê Trình, NXBKHKT, 1997)

Bên cạnh tính phức tạp về thành phần các chất ô nhiễm thì nước thải của các KCN thường có lưu lượng lớn và có tải lượng các chất ô nhiễm cao Điều này tạo ra áp lực rất lớn đến môi trường nước xung quanh các KCN bởi chất

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10

lượng nước đầu ra của các KCN phụ thuộc nhiều vào việc chúng có được xử lý hay không

1.2 Các quy định liên quan tới quản lý nước thải Khu Công nghiệp

Quản lý môi trường KCN đòi hỏi cần có cơ chế và mô hình quản lý phù hợp đáp ứng thực tế khi số lượng và quy mô KCN không ngừng tăng nhanh trong thời gian qua Tuy nhiên, mô hình quản lý hiện nay còn nhiều hạn chế, chưa cải thiện nhằm bắt kịp tốc độ phát triển KCN Năm 2002 Bộ KHCN & MT đã ban hành quyết định 62/QĐ – BKHCNMT về quy chế bảo vệ môi trường KCN, tuy nhiên quyết quyết định này còn nhiều hạn chế nên được thay thế bằng thông tư 08/2009/ TT – BTNMT quy định quản lý và bảo vệ môi trường khu kinh tế, khu công nghệ cao, Khu Công nghiệp và cụm công nghiệp, tuy nhiên thông tư cũng chưa giải quyết triệt để các vấn đề liên quan đến mô hình quản lý môi trường KCN

Nghị quyết 41 – NQ/TW ngày 15/11/2004 của Bộ chính trị về tăng cường công tác bảo vệ môi trường trong thời kỳ CNH – HĐH đất nước đã đưa ra những định hướng rất quan trọng, trong đó nhấn mạnh các đô thị, các Khu Công nghiệp phải thực hiện tốt công tác xử lý chất thải, ưu tiên xử lý chất thải độc hại:

“Phát triển nhanh, hiệu quả và bền vững, tăng trưởng kinh tế đi đôi với thực hiện tiến bộ, công bằng xã hội và bảo vệ môi trường”

Luật bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23 tháng 6 năm 2014 hệ thống văn bản quy phạm pháp luật về môi trường tiếp tục được sửa đổi, bổ sung, hoàn thiện và bước đầu đáp ứng được nhu cầu thực tiễn Những vấn đề bức xúc

và các điểm nóng về môi trường đang từng bước được giải quyết

Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012 Trong đó có quy định về việc xử lý nước thải tập trung tại các KCN

Nghị quyết 41 – NQ/TW của bộ chính trị và xác định rõ “Không đưa vào vận hành, sử dụng các KCN, khu công nghệ cao mới không đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường Giải quyết cơ bản tình trạng ô nhiễm môi trường, nguồn nước ở các khu dân cư do chất thải từ các KCN ”

Ngày 02/12/2003, thủ tướng chính phủ đã ban hành chiến lược bảo vệ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11

môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 Một trong những mục tiêu cụ thể của chiến lược là 70 % các KCN có hệ thống xử lý nước thải tập trung đạt tiêu chuẩn môi trường, thu gom 90% chất thải sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ, xử lý trên 60 % chất thải nguy hại và 100% chất thải bệnh viện Đến năm 2020 là 100 % đô thị, KCN có hệ thống xử lý nước thải tập trung đạt tiêu chuẩn môi trường, phấn đấu 30% chất thải để tái sử dụng

Mặc dù các văn bản pháp lý quy định quản lý môi trường tại KCN đang được hoàn thiện và bổ sung, tuy nhiên việc quản lý môi trường tại các Khu Công nghiệp vẫn gặp nhiều khó khăn Tại một số địa phương, vấn đề bảo vệ môi trường KCN chưa được quan tâm đúng mức, nhiều vi phạm diễn ra liên tục, nhiều năm nhưng chưa được xử lý triệt để

Thông tư số35/2015/TT-BTNMT Thông tư hướng dẫn về bảo vệ môi trường khu kinh tế, khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao có hiệu lực từ ngày 17/08/2015 thay thế thông tư số 08/2009/TT-BTNMT tập trung vào việc quy định trách nhiệm và quyền hạn của các đơn vị và các vấn đề liên quan đến quản lý và bảo vệ môi trường của các KCN, trong đó đặc biệt nâng cao trách nhiệm của BQL các KCN Theo đó, KQL các KCN chịu trách nhiệm trực tiếp quản lý công tác bảo vệ môi trường tại KCN theo sự ủy quyền của cơ quan nhà nước có thẩm quyền BQL các KCN tổ chức thực hiện thẩm định và phê duyệt báo cáo ĐTM, chủ trì hoặc phối thực hiện giám sát, kiểm tra các vi phạm về bảo

vệ môi trường đối với các dự án, cơ sở sản xuất, kinh doanh tại KCN

Sở TN & MT thực hiện quản lý về môi trường, chủ trì công tác thanh tra, kiểm tra việc thực hiện các quy định về bảo vệ môi trường, phối hợp giải quyết các tranh chấp, khiếu nại, tố cáo về bảo vệ môi trường KCN

Công ty phát triển hạ tầng KCN có chức năng xây dựng và quản lý cơ sở

hạ tầng KCN, quản lý vận hành hệ thống xử lý nước thải tập trung, các công trình thu gom, phân loại và xử lý chất thải rắn theo đúng kỹ thuật, theo dõi, giám sát hoạt động xả thải của các cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ đổ vào hệ thống xử

lý nước thải tập trung của KCN

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12

Yêu cầu nước thải ra sau hệ thống xử lý của KCN đạt QCVN 40: 2011/BTNMT đạt cột B hoặc A tùy thuộc vào mục đích sử dụng nước mặt khu vực tiếp nhận, mức độ xử lý sơ bộ của mỗi nhà máy trong Khu Công nghiệp được yêu cầu theo những quy định của từng KCN, tùy thuộc vào chất lượng hệ thống xử lý tập trung của KCN mà đưa ra những yêu cầu phù hợp

1.3 Các giải pháp công nghệ áp dụng trong xử lý nước thải KCN

a) Xử lý nước thải Khu Công nghiệp bằng công nghệ SBR:

Nước thải của Khu Công nghiệp gồm hai loại chính: nước thải sinh hoạt

từ các khu văn phòng và nước thải sản xuất từ các nhà máy sản xuất trong Khu Công nghiệp Đặc tính nước thải sinh hoạt thường là ổn định so với nước thải sản xuất Nước thải sinh hoạt ô nhiễm chủ yếu bởi các thông số BOD5, COD, SS, Tổng N, Tổng P, dầu mỡ – chất béo Trong khi đó các thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp chỉ xác định được ở từng loại hình và công nghệ sản xuất cụ thể Nếu không xử lý cục bộ mà chảy chung vào đường cống thoát nước, các loại nước thải này sẽ gây ra hư hỏng đường ống, cống thoát nước Vì vậy, yêu cầu chung đối với các nhà máy, xí nghiệp trong các Khu Công nghiệp cần phải xây dựng hệ thống để xử lý sơ bộ trước khi xả nước thải vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu Công nghiệp Nguồn nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất

và sinh hoạt của các đơn vị trong KCN chảy về hệ thống xử lý đạt quy chuẩn về

môi trường trước khi thải ra môi trường bao gồm:

- Nước thải sản xuất từ các nhà máy;

- Nước thải sinh hoạt từ các nhà máy;

- Nước thải là nước mưa chảy tràn;

- Nước thải từ công tác chữa cháy, rửa thiết bị, vệ sinh nhà xưởng

Hệ thống thoát nước trong KCN được thiết kế theo hai hệ thống riêng:

- Hệ thống thoát nước mưa và nước thải công nghiệp quy ước sạch;

- Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

Các công trình xử lý cục bộ ở các nhà máy, xí nghiệp trong Khu Công nghiệp đối với nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp với nhiệm vụ xử lý

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13 đạt tới giá trị nồng độ theo quy chế KCN là nguồn đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải KCN sử dụng công nghệ SBR

Nước thải sản xuất

Bể tuyển nổi (bể tách dầu)

Bể SBR Mương trung hòa

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 15

Thuyết minh công nghệ:

Nước thải từ các nhà máy trong Khu Công nghiệp được tập trung và dẫn qua mương lắng cát kết hợp đặt song chắn rác thô Rác có kích thước lớn được tách ra, cát lắng xuống đáy mương và được lấy lên theo định kỳ Nước thải tiếp tục chảy về hố thu của hệ thống xử lý nước thải Khu Công nghiệp

Tại hố thu, nước thải được bơm tự động bơm qua máy lọc rác tinh Tại máy lọc rác tinh, rác có kích thước nhỏ được tách ra trước khi vào bể tách dầu Tại bể tách dầu, dầu mỡ có trong nước thải được gạt bỏ ra khỏi nước thải và được thu về thùng chứa dầu mỡ và đem đi xử lý Tiếp đến nước thải tự chảy qua

bể điều hoà, tại đây nước thải được điều hòa về lưu lượng, nhờ 2 máy khuấy trộn chìm và được điều chỉnh pH nước thải cho thích hợp bằng dung dịch H2SO4 và dung dịch NaOH trước khi đi vào bể phản ứng

Tiếp đến, nước thải được bơm qua bể phản ứng Tại bể này, châm dung dịch phèn vào kết hợp với khuấy trộn sẽ xảy ra quá trình tạo bông để tạo điều kiện tốt cho quá trình lắng ở bể lắng Tiếp theo, nước thải tự chảy qua bể lắng, lượng bông bùn có trong nước thải được lắng xuống đáy Định kỳ bùn này được bơm về bể chứa bùn, phần nước trong bên trên tự chảy về bể sinh học hiếu khí SBR Tại bể này, khí được thổi liên tục trong 1 thời gian nhất định (trong một mẻ), từ dưới lên theo một hệ thống sục khí khuếch tán và hòa tan oxy vào nước Trong điều kiện sục khí liên tục, vi khuẩn hiếu khí sẽ oxy hoá hầu hết các hợp chất hữu cơ có trong nước thải

Sau khi hết thời gian sục khí, ngừng quá trình sục khí và để lượng bùn

có trong nước thải lắng xuống đáy bể Một phần bùn này được bơm bùn tự động bơm về bể chứa bùn, phần nước phía trên bể SBR được thu về bể khử trùng nhờ DECANTER thu được

SBR là một dạng của bể Aerotank Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể

Ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16

trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

Bể SBR hoạt động theo 5 pha:

+ Pha làm đầy (fill): thời gian bơm nước vào kéo dài từ 1-3 giờ Dòng nước thải được đưa vào bể trong suốt thời gian diễn ra pha làm đầy Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tuỳ theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào, quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: làm đầy – tĩnh, làm đầy – hòa trộn, làm đầy – sục khí

+ Pha phản ứng, thổi khí (React): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ Trong pha phản ứng, quá trình nitrat hóa có thể thực hiện, chuyển Nitơ từ dạng N-NH3 sang N-NO22- và nhanh chóng chuyển sang dạng N-NO3-

+ Pha lắng (settle): Lắng trong nước Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ

+ Pha rút nước (draw): Khoảng 0.5 giờ

+ Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể

+ Xả bùn dư là một giai đoạn quan trọng không thuộc 5 giai đoạn cơ bản trên, nhưng nó cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất của hệ Lưu lượng và tần suất

xả bùn được xác định bởi năng suất yêu cầu, cũng giống như hệ hoạt động liên tục thông thường Trong hệ hoạt động gián đoạn, việc xả bùn thường được thực hiện ở giai đoạn lắng hoặc giai đoạn tháo nước trong Đặc điểm duy nhất là ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt hoá Hai quá trình làm thoáng và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, cho nên không có sự mất mát bùn hoạt tính ở giai đoạn phản ứng và không phải tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng để giữ nồng độ

+ Tại bể khử trùng nước thải được châm dung dịch NaOCl với liều lượng nhất định để tiệt trùng nước trước khi xả ra hồ sinh học

+ Nước thải sau quá trình xử lý đạt cột A QCVN24:2009/BTNMT tương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17

đương cột A QCVN 40: 2011/BTNMT hiện hành và được phép xả thải ra môi trường

Ưu điểm của hệ thống xử lý:

+ TSS đầu ra thấp, hiệu quả khử phot pho, nitrat hóa và khử nitrat hóa cao Nước thải đầu ra đạt chuẩn cho phép của cột A QCVN 24:2009/BTNMT tương đương cột A QCVN 40:2011/BTNMT hiện hành có thể xả thải vào bất cứ nguồn nước mặt nào mà không phụ thuộc vào mục đích sử dụng của nguồn nước mặt đó

+ Hệ thống SBR linh động có thể sử dụng xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiều thành phần và tải trọng

+ Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng thiết bị mà không cần tháo nước cạn bể Chỉ tháo nước khi bảo trì các thiết bị như: cánh khuấy, motor, máy thổi khí, hệ thống thổi khí

+ Quá trình lắng ở trạng thái tĩnh nên hiệu quả cao

+ Hệ thống có thể hoạt động hoàn toàn tự động

+ Lượng bùn sau xử lý có thể sử dụng làm phân compost, phục vụ việc bón phân cho cây cối trong Khu Công nghiệp Nước thải sau xử lý có thể tận dụng làm nước rửa máy ép bùn

+ Sử dụng công nghệ sinh học xử lý là chủ yếu, sử dụng ít hóa chất trong quá trình xử lý, an toàn với môi trường

+ Kỹ thuật xây dựng không yêu cầu quá cao, dễ áp dụng mô hình cho nhiều KCN khác nhau

Nhược điểm:

+ Vấn đề mùi từ quá trình xử lý vẫn gây khó chịu cho người xung quanh khu vực xử lý

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18

+ Do hệ thống hoạt động theo mẻ nên cần nhiều thiết bị hoạt động đồng thời với nhau

+ Công suất xử lý thấp do hoạt động theo mẻ

+ Người vận hành phải có kỹ thuật cao

b) Công nghệ xử lý nước thải AAO:

AAO là viết tắt của cum từ Anerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí) Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục, kết hợp 3

hệ vi sinh: kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của vi sinh vật, nước thải sẽ được xử lý trước khi thải ra môi trường

Nguyên lý và quy trình hoạt động của công nghệ xử lý nước thải AAO

Nước thải được xử lý qua các giai đoạn: Nước thải sẽ được xử lý triệt để nếu sử dụng các quá trình liên hoàn AAO

+ Anaerobic (xử lý sinh học kỵ khí):

Trong các bể kỵ khí xảy ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan

và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật kỵ khí Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí Bọt khí sinh ra bám vào các hạt bùn cặn Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí rất phức tạp (chỉ có thể hiểu rõ trong phòng thí nghiệm), tuy nhiên chúng ta cũng có thể đơn giản hóa quá trình phân hủy kỵ khí bằng các phương trình hóa học như sau:

Chất hữu cơ + VK kỵ khí → CO2 + H2S + CH4 + các chất khác + năng lượng

Chất hữu cơ + VK kỵ khí + năng lượng → C5H7O2N (Tế bào vi khuẩn mới) [C5H7O2N] là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khuẩn] Hỗn hợp khí sinh ra thường được gọi là khí sinh học hay biogas, có

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19

Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính: phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử, tạo các axit, tạo methane

+ Quá trình Anoxic (xử lý sinh học thiếu khí):

Trong nước thải, có chứ hợp chất nitơ và photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí

hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril

+ Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas

và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3-) và Nitrit (NO2-) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3- → NO2- → N2O → N2↑

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ đã được xử lý

+ Quá trình Photphorit hóa:

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20

khí phát triển Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷ 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển

+ Quá trình Oxic (xử lý sinh học hiếu khí):

Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi là bùn hoạt tính) tồn tại ở dạng lơ lửng sẽ hấp thụ oxy và chất hữu cơ (chất ô nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Photpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng Ngoài quá trình tổng hợp tế bào mới, tồn tại phản ứng phân hủy nội sinh (các tế bào vi sinh vật già sẽ tự phân hủy) làm giảm số lượng bùn hoạt tính Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào mới vẫn chiếm ưu thế do trong bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng tế bào mới tạo thành nhiều hơn tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn

dư cần phải được thải bỏ định kỳ

- Các phản ứng chính xảy ra trong bể Aerotank (bể xử lý sinh học hiếu khí) như:

+ Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng

+ Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng

+ Quá trình phân hủy nội sinh:

C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng

Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aeroten: 3500 mg/l, tỷ lệ tuần hoàn bùn 100% Hệ vi sinh vật trong bể Oxic được nuôi cấy bằng chế phẩm men vi sinh hoặc từ bùn hoạt tính Thời gian nuôi cấy một hệ vi sinh vật hiếu khí từ 45 đến 60 ngày Oxy cấp vào bể bằng máy thổi khí đặt cạn hoặc máy sục khí đặt chìm

Quá trình Oxic (hiếu khí) được thực hiện ở chế độ tối ưu (mật độ vi sinh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21

cao và đa dạng, được bám dính và tham gia quá trình xử lý sinh học với chế độ

mô phỏng sự lơ lửng của vi sinh thông qua các đệm bám dính (giá thể bám dính)

lơ lửng) Điều này cho phép tạo tiếp xúc với bề mặt lớn giữa vi sinh và nước thải, thúc đẩy hiệu quả của quá trình xử lý

Không khí là nguồn cung cấp Oxy cho các quá trình sinh học được cấp vào với cột áp không cao (Hs ≤ 2m cột nước, so với các phương pháp khác Hs =

4 – 5 m) và do vậy sẽ đòi hỏi ít năng lượng Không khí được phân bố qua hệ thống hoặc ống khuếch tán mịn, tạo điều kiện hòa tan Oxy vào nước với hiệu suất cao

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải áp dụng công nghệ AAO

Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải AAO:

+ Chi phí vận hành thấp

+ Có thể di dời hệ thống xử lý khi nhà máy chuyển địa điểm

+ Khi mở rộng quy mô, tăng công suất, có thể nối lắp thêm các module hợp khối mà không phải dỡ bỏ để thay thế

Nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải AAO:

+ Yêu cầu diện tích xây dựng lớn

+ Sử dụng kết hợp nhiều hệ vi sinh, hệ thống vi sinh nhạy cảm, dễ ảnh hưởng lẫn nhau đòi hỏi khả năng vận hành của công nhân vận hành

c) Công nghệ xử lý Aerotank

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22

Aerotank truyền thống là quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo, ở đây các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học bởi vi sinh vật sau đó được vi sinh vật hiếu khí sử dụng như một chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển Qua

đó thì sinh khối vi sinh ngày càng gia tăng và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải giảm xuống Không khí trong bể Aerotank được tăng cường bằng cách dùng máy sục khí bề mặt, máy thổi khí…để cung cấp không khí một cách liên tục

bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng

+ Vi sinh vật phát triển bằng cách phân đôi Thời gian cần để phân đôi

tế bào thường gọi là thời gian sinh sản, có thể dao động từ dưới 20 phút đến hằng ngày

+ Quá trình chuyển hóa cơ chất Oxi hóa và tổng hợp tế bào:

Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa tan trong nước DO Tiếp theo diễn ra quá trình khử nito và nitrat hóa

Hợp chất hữu cơ chứa nito NH4+, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống

và tế bào chết theo bùn ra ngoài Do quá trình thủy phân bởi enzyme của vi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23

khuẩn và quá trình đồng hóa khử nito tạo ra các khí NO3, NO2, O2 chúng sẽ thoát vào không khí Để các quá trình trong Aerotank diễn ra thuận lợi thì phải tiến hành khuấy trộn hoàn toàn để nén sục oxi tinh khiết

Bản chất của phương pháp là phân hủy sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L – 5.000mg/L) do vậy tải trọng phân hủy hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý đồng thời cũng tiêu hao lượng lớn năng lượng Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l để đảm bảo duy trì độ ổn định cung cấp oxi cho suốt quá trình

Trong quá trình xử lý vi sinh vật có vai trò quan trọng chúng sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-

Để sử dụng tốt phương pháp này cần tuân thủ yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng

SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l,

pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 6oC< toC< 37oC

Ưu điểm:

+ Hiệu quả xử lý BOD cao lên đến 90%

+ Loại bỏ được nito trong nước thải

+ Vận hành an toàn, đơn giản, thích hợp với nhiều loại nước thải

+ Thuận lợi khi nâng cấp công suất lên đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể

+ Ứng dụng cho hầu hết các loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao + Không gây ô nhiễm thứ cấp như phương pháp hóa học, lý học

Nhược điểm:

+ Thể tích công trình lớn, chiếm nhiều mặt bằng

+ Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn, chi phí vận hành đặc biệt chi phí cho năng lượng sục khí khá là cao, không có khả năng thu hồi năng lượng

+ Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng hữu cơ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24

+ Sau khi xử lý sinh ra một lượng bùn dư và lượng bùn này kém ổn định,

do đó đòi hỏi về chi phí đầu tư để xử lý bùn

Ta có thể nhận thấy tính chất nước thải xử lý của các công nghệ trên trong các Khu Công nghiệp mang tính chất nước thải sinh hoạt, xử lý thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Nước thải tập trung (nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất đã qua xử lý) tại KCN Hải Thành - PHƯỜNG HẢI THÀNH, QUẬN DƯƠNG KINH, TP HẢI PHÒNG

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Không gian: KCN Hải Thành - PHƯỜNG HẢI THÀNH, QUẬN DƯƠNG KINH, TP HẢI PHÒNG

- Thời gian: từ tháng 6/2014 đến tháng 6/2015

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Khái quát về hoạt động KCN Hải Thành- PHƯỜNG HẢI THÀNH, QUẬN DƯƠNG KINH, TP HẢI PHÒNG

- Hiện trạng phát sinh nước thải và tính chất nước thải tại KCN

- Lựa chọn phương án xử lý và tính toán thiết kế

- Đề xuất giải pháp quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

2.3 Phương pháp nghiên cứu:

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu, thu thập, tổng hợp tài liệu

Các thông tin thứ cấp được thu thập trực tiếp từ sở Tài nguyên và Môi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25

trường Hải Phòng, Ban quản lý KCN Hải Thành:

- Thu thập các số liệu quan trắc, giám sát, kiểm tra thu thập từ Ban quản

lý Khu kinh tế Hải Phòng, các Trung tâm nghiên cứu, Trung tâm quan trắc môi trường, các cơ quan quản lý nhà nước về tình hình kinh tế - chính trị - xã hội, thực trạng quản lý - loại hình sản xuất hiện tại của khu vực nghiên cứu, Số liệu từ

đề án xin cấp phép xả nước thải vào nguồn nước của KCN Hải Thành

- Các điều kiện tự nhiên: địa hình, khí hậu, thủy văn, các nguồn tài nguyên

- Các điều kiện kinh tế, xã hội qua niên giám thống kê, các báo cáo về kế hoạch phát triển kinh tế xã hội hằng năm, các báo cáo về y tế, sức khỏe, giáo dục

- Các số liệu về nhà máy, công nghệ sản xuất, hiện trạng môi truờng, biện pháp bảo vệ môi trường,… của các công ty trong KCN và biện pháp thu gom và xử lý nước thải tập trung của KCN

2.3.2 Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa

Điều tra, khảo sát thực tế tại KCN Hải Thành nhằm thu thập số liệu về tình hình sản xuất, hiện trạng môi trường và các biện pháp bảo vệ môi truờng tại KCN

Đợt điều tra hiện trạng môi trường tại KCN Hải Thành, điều tra, thông tin thu thập thông tin hiện trường bao gồm: công nghệ sản xuất, loại hình sản xuất, công suất mỗi năm, lưu lượng xả thải nước thải hàng ngày, khối lượng chất thải rắn, hiện trạng môi trường xung quanh KCN, cơ sở hạ tầng phục vụ sản xuất

và hệ thống xử lý ô nhiễm của mỗi nhà máy trong KCN

Phương pháp đo lưu lượng tại hiện trường:

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu được thu thập và lập bảng, để đánh giá chất lượng nước thải công nghiệp từ KCN Hải Thành so với cột B, QCVN 40:2011/BTNMT từ đó đánh giá mức độ cần xử lý đối với mỗi chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải vượt quá quy định trong QCVN 40:2011/BTNMT

2.3.4 Phương pháp đồ họa , tính toán, thống kê toán học

Phương pháp đồ họa: Sử dụng phần mềm Autocard để mô tả kiến trúc

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26

các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp tính toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp thống kê toán học: sử dụng thu thập, xử lý tính toán số liệu

2.3.5 Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu

+ Ph ương pháp quan trắc tại hiện trường: Theo các văn bản của Bộ tài

nguyên và Môi trường hiện hành Thông tư số 28/2011/TT-BTNMT ngày 01/8/2011 về việc quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường xung quanh

+ Ph ương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Phương pháp phân

tích theo các tiêu chuẩn Việt Nam hoặc theo các phương pháp tiêu chuẩn Quốc tế khác Các phương pháp phân tích được lựa chọn phù hợp với các mục tiêu đề ra

+ Các mẫu nước thải từ nhà máy được lấy vào thời điểm hoạt động khác nhau để mang tính chất khách quan:

Bảng 2.1 Các phương pháp và thiết bị phân tích các chỉ tiêu môi trường

Thiết bị kiểm tra chất lượng nước đa chỉ tiêu, model U-52, hãng Horiba - Nhật Bản

Lò ủ COD -Mỹ; Thiết bị đo quang

U-2900 UV/VIS Spectrophotometer, hãng Hitachi – Nhật Bản

6001-1:2008

Thiết bị đo oxy hòa tan, model YSI

52 -Nhật; Tủ BOD, model 205, hãng HACH - Mỹ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27

4 Chất rắn lơ lửng TCVN 6625:2000

Tủ sấy, model UM400, hãng Memmert - Đức; Cân phân tích (d=0,01mg) model CPA 225D, Hãng Sartorius - Đức

Bộ phá mẫu tự động, model Speed wave 4, hãng Berghof - Đức; Bộ thiết bị hấp thụ nguyên tử (AAS), model AA 7000, hãng Shimadzu – Nhật Bản

(tính theo N) TCVN 6620:2000 Thiết bị đo quang U-2900 UV/VIS

Spectrophotometer, hãng Hitachi – Nhật Bản

Nồi hấp thanh trùng; Tủ cấy

Nguồn: Trung tâm môi trường và Khoáng sản

- Mẫu được lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam

- Mẫu sau khi lấy tại hiện trường cần chuyển đến phòng thí nghiệm càng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Khái quát về Khu Công nghiệp

3.1.1 Thông tin chung

Khu Công nghiệp Hải Thành thuộc Công ty Cổ phần Xây dựng công trình giao thông và cơ giới có địa chỉ tại phường Hải Thành, quận Dương Kinh, thành phố Hải Phòng với tổng diện tích mặt bằng là 74.087 m2

Khu Công nghiệp Hải Thành bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 1 năm

2013 với tổng vốn đầu tư 420.059.952.000 (Bốn trăm hai mươi tỷ, không trăm năm mươi chín triệu, chín trăm năm mươi hai nghìn đồng chẵn) Trong đó:

- Vốn tự có, huy động: 168.823.981.000 đồng

- Vốn vay: 252.035.971.000 đồng

Vị trí cơ sở:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29

Hình 3.1: Vị trí địa lý Dự án Khu nhà xưởng cho thuê Hải Thành

Mặt bằng tổng thể KCN thể hiện trong hình 3.2:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30

Hình 3.2: Mặt bằng tổng thể cơ sở

Phân khu chức năng:

- Tổ chức trục giao thông chính từ đường 353 vào khu đất tiếp giáp kênh Hòa Bình Phía Tây khu đất tiếp giáp mương thủy nông được tổ chức một trục giao thông để thuận tiện trong quá trình khai thác khu đất phía sau (phía Đông tiếp giáp khu lien hiệp thể thao)

- Khu văn phòng được bố trí tại đầu khu cổng chính để thuận tiện giao dịch

- Khu nhà tập thể công nhân, ăn ca được bố trí phía sau Khu nhà văn phòng kết hợp với cây xanh đảm bảo thuận tiện trong sử dụng

Thẳng hướng cổng chính là dải cây xanh tiểu cảnh nhấn mạnh trục không gian, tăng sức hút cảnh quan cho khu đất

- Toàn bộ khu nhà xưởng tiêu chuẩn cho thuê được bố trí phía trong khu đất, với các dải cây xanh nằm xen giữa các Nhà xưởng tạo không gian trang trí

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 31

và là chỗ nghỉ cho công nhân giữa ca

- Khu kỹ thuật được bố trí phía Đông khu đất Dự án, thuận tiện cho việc

xử lý và cung cấp kỹ thuật cho các nhà xưởng (nước, hơi, hệ thống xử lý nước thải…)

Khu Công nghiệp Hải Thành đã được xác nhận bản cam kết bảo vệ môi trường số 01/2010/GXN – UBND do Ủy ban nhân dân quận Dương Kinh cấp ngày 25/1/2010, Chủ đầu tư đang tiến hành lập báo cáo đánh giá tác động môi trường bổ sung

KCN Hải Thành có sức chứa khoảng 40 – 50 doanh nghiệp hiện nay đã lấp đầy khoảng 25% (10 công ty) diện tích sử dụng Các lĩnh vực sản xuất như sản xuất linh kiện, phụ tùng ô tô, xe máy; chế tác vàng bạc, đá quý; mạ kim loại; gia công may mặc; sản xuất bao bì; thương mại dịch vụ; xuất nhập khẩu Sản phẩm chủ yếu xuất khẩu 100% sang thị trường Mỹ, EU và Nhật Bản

Quy định về xử lý nước thải đối với các cơ sở thuộc KCN:

- Nước thải sản xuất: Đối với cơ sở phát sinh nước thải sản xuất phải có

hệ thống xử lý nước thải riêng của cơ sở, nước thải trước khi đấu nối vào hệ thống thoát nước thải của KCN phải đạt QCVN 40 : 2011 cột B

- Đối với nước thải sinh hoạt: Các cơ sở phát sinh nước thải sinh hoạt phải xử lý sơ bộ qua bể phốt 3 ngăn trước khi đấu nối vào hệ thống thoát nước thải của KCN

3.1.2 Hiện trạng cơ sở hạ tầng

Hiện trạng mạng lưới tiêu, thoát nước thải:

Hệ thống thoát nước trong KCN được thiết kế theo hai hệ thống riêng:

- Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

- Hệ thống thoát nước mưa và nước thải công nghiệp quy ước sạch

Hệ thống thoát nước mưa và nước thải công nghiệp quy ước sạch:

- Phương án thoát nước: Thoát nước cho khu vực được thiết kế thoát nước riêng Khu vực dự án được làm 01 lưu vực thoát nước chính, hướng thoát nước theo hướng Đông Bắc – Tây Nam Nước tập trung thoát vào tuyến mương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32

thủy nông

- Hệ thống mạng lưới thoát nước: Bố trí 03 miệng xả thoát nước dọc theo tuyến mương thủy nông, các cống thoát nước được chon dưới lòng các tuyến đường, sử dụng hệ thống cống tròn BTCT, các tuyến đường thu nước từ hai bên đường và thoát vào tuyến mương qua các miệng xả, đường kính cống có kích thước từ D400 đến D600mm

Bảng 3.1 Bảng thống kê hệ thống thoát nước mưa

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

- Nguyên tắc: Nước thải trong khu dự án được thoát bằng hệ thống cống riêng và phải được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thoát ra ngoài môi trường

- Hệ thống mạng lưới thoát nước thải:

+Nước thải công nghiệp được xử lý sơ bộ tại các công trình, nhà xưởng cùng với nước thải phát sinh trong quá trình sinh hoạt (vệ sinh) sau khi xử lý sơ

bộ bằng bể phốt đượct hu gom bằng hệ thống cống riêng bao quanh các công trình, nhà xưởng Nước thải sau đó được dẫn về hố ga thu gom của Khu Công

nghiệp Hải Thành trước khi thoát ra sông Lạch Tray

Mạng lưới thu gom nước thải bao gồm các cống tròn bê tông cốt thép có đường kính từ D300 – D400, thu nước thải từ các công trình, nhà xưởng dẫn ra sông Lạch Tray

Bảng 3.2 Thống kê hệ thống thoát nước thải

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 33

500 m3/ngđ

Vị trí quy hoạch về khu xử lý nước thải tập trung

+ Để bảo vệ công tác môi trường trong khu Dự án bố trí 01 khu xử lý nước thải Trạm xử lý được bố trí ở phía Đông Nam dự án với diện tích sử dụng đất theo dự kiến là: 1180 m2, tại đây sau khi nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 40:2011 cột B quy định về chất lượng nước thải sản xuất,

sẽ thoát ra Sông Lạch Tray

Các hạng mục công trình điện, đường:

Quy hoạch cấp điện:

Xác định phụ tải

- Căn cứ vào quy hoạch không gian của Khu nhà ở

- Chỉ tiêu cấp điện cho công cộng: 280 W/người

- Chỉ tiêu cấp điện cho sản xuất tiểu thủ công nghiệp: 120 KW/ 01 ha

- Phụ tải tính toán: 730 MVA có tính đến 20% phát triển cho tương lai Chọn đặt 01 trạm biến áp kiểu ki ốt (xây) Trạm có dung lượng 750 KVA – 35(22)/0,4 KV

Nguồn cung cấp cho Dự án là nguồn 35 KV hiện có được nối đến các trạm biến áp phụ tải bằng đường cáp ngầm 35 KV-XLPE 3 x 50 mm

Lưới 0,4 KV:

Từ trạm biến áp phụ tải, nguồn 0,4 KV được cấp đến các Khu nhà điều hành, nhà công nhân, nhà ăn ca và các nhà xưởng bằng 7 tuyến cáp ngầm 0,4 KV – CU/XLPE/PVC với tiết diện từ 3x70 – 3x90 mm Các tuyến cáp ngầm được thiết kế trong các hòa cáp riêng, được đặt trên vỉa hè và được cấp từ các tủ điện được đạt ở ngoài khu nhà ở những vị trí trung tâm và thuận lợi cho việc triển khai cung cấp điện

Lưới chiếu sáng được cung cấp bởi một tuyến cáp ngầm riêng Bố trí hai dãy đèn cho các đường có mặt cắt 11,5 m trở lên và một dãy với các mặt cắt còn lại, với khoảng cách 25 – 30 mét/ 01 cột, dùng các loại đèn chiếu sáng cao áp có

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 34

công suất từ 200 – 250 W/ đèn Nguồn điện cấp cho đèn chiếu sáng được lấy từ trạm biến áp phụ tải thông qua đường cáp ngầm CU/XLPE/DSTA/PVC 3x10 + 1x16 mm Điều khiển đóng ngắt hệ thống chiếu sáng trong khu nhà ở nên lắp đặt

hệ thống tự động đặt theo thời gian

Quy hoạch giao thông:

Căn cứ vào quy hoạch giao thông khu đô thị mới 353 đã được phê duyệt

và hiện trạng khu đất dự án Hệ thống giao thông của Dự án đã được quy hoạch như sau:

Giao thông đối ngoại:

- Phía Đông Nam giáp tuyến đường khu vực có tuyến đường Phạm Văn Đồng có mặt cắt B = 35,0 mét

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 35

- Kết cấu mặt đường là bê tông nhựa

- Vỉa hè được lát bằng gạch bê tong

3.2 Hiện trạng phát sinh nước thải và tính chất nước thải tại KCN

3.2.1 Lưu lượng xả thải

Trong quá trình khảo sát để thực hiện đề tài, hiện tại Khu Công nghiệp Hải Thành đã cho thêu được khoảng 25% công suất của Khu Công nghiệp và các doanh nghiệp đã đi vào hoạt động ở mức công suất ban đầu bằng 30% đến 80 % công suất tối đa Do vậy nhu cầu xả nước thải của các nhà máy sản xuất trong

KCN Hải Thành như sau:

Nước thải = 80% nước cấp (căn cứ nghị định 80/2014 NĐ - CP)

Vhiện tại = V1 + V2 + V3 + … + Vn-1 + Vn = 70 x 80% = 56 m3/ ngày Vtối đa = (V1’ + V2’ + V3’ + … + V(n-1)’ + Vn’) x100/25x1,2 = 130 x 80%x100/25 x1,2 ≈ 500 m3/ ngày

Ghi chú:

V1;V2;…;Vn: nước thải hiện tại của từng cơ sở thuê tại KCN

V1’ ;V2’ ; ;Vn’ nước thải tối đa của từng cơ sở thuê tại KCN