Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp có nước thải sản xuất nghèo chất hữu cơ (lấy khu công nghiệp bắc thăng long làm thí nghiên cứu) (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI --- ĐỖ TRỌNG TÙNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC KHU CÔNG NGHIỆP CÓ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NGHÈO CHẤ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

ĐỖ TRỌNG TÙNG

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC KHU CÔNG NGHIỆP CÓ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NGHÈO CHẤT HỮU CƠ (LẤY KHU CÔNG NGHIỆP BẮC THĂNG LONG

LÀM THÍ DỤ NGHIÊN CỨU)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

Hà Nội – 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

ĐỖ TRỌNG TÙNG KHÓA 2012-2014

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC KHU CÔNG NGHIỆP CÓ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT NGHÈO CHẤT HỮU CƠ (LẤY KHU CÔNG NGHIỆP BẮC THĂNG LONG

LÀM THÍ DỤ NGHIÊN CỨU

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây cơ sở hạ tầng đô thị

Mã số: 60.58.02.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG VĂN HUỆ

Hà Nội – 2014

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường đại học Kiến trúc Hà Nội,

em đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tần tình và tạo điều kiện thuận lợi của nhiều

cá nhân, tập thể để em hoàn thành khóa học thạc sỹ này

Trước hết cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo, PGS.TS Hoàng Văn Huệ đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình làm luận văn, em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong khoa Kỹ thuật cơ sở hạ tầng (Cấp thoát nước)

đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập của em tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban bản lý khu công nghiệp Bắc Thăng Long và ban lãnh đạo xí nghiệp thoát nước Bắc Thăng Long đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thờ gian làm luận văn này

Tôi gửi lời xin cảm ơn sâu sắc đến gia đình tôi, những đồng nghiệp, bạn bè

đã luôn tin tưởng, động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Luận văn không thể tránh khỏi nhứng thiếu xót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô

Em xin trân trọng và cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và

có nguồn gốc rõ ràng

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đỗ Trọng Tùng

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài 1

Mục đích nghiên cứu 2

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

Phương pháp nghiên cứu 2

Cấu trúc luận văn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP NGHÈO CHẤT HỮU CƠ 4

1.1 Khái niệm, nguồn gốc, phân loại và tính chất nước thải 4

1.2 Hiện trạng xử lý nước thải trên thế giới và ở Việt Nam 11

1.2.1 Khái quát hiện trạng xử lý nước thải trên thế giới 11

1.2.2 Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải ở Việt Nam 16

1.2.3 Một số nhà máy có nước thải nghèo chất hữu cơ 18

1.3 Giới thiệu về nhà máy XLNT KCN Bắc Thăng Long 31

1.3.1 Hệ thống thoát nước bên trong và bên ngoài khu công nghiệp Bắc Thăng Long 31

1.3.2 Thực trạng về trạm xử lý nước thải của KCN Bắc Thăng Long 37

1.3.3 Thành phần tính chất nước thải KCN Bắc Thăng Long 46

1.4 Một số nghiên cứu và dự án có liên quan đến công nghệ AO 47

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ KHOA HỌC XÂY DỰNG MÔ

HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 51

2.1 Cơ sở pháp lý của đề tài 51

2.1.1 Các văn bản pháp quy về thoát nước và xử lý nước thải đô thị Việt Nam 51

2.1.2 Các tiêu chuẩn, quy phạm 53

2.2 Cơ sở lý luận của đề tài 54

2.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải 54

2.2.2 lý thuyết về công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ AO 60

2.3 Các chỉ tiêu công nghệ thực nghiệm theo mô hình AO 64

2.4 Các kinh nghiệm xử lý nước thải KCN bằng công nghệ AO 66

2.4.1 Quá trình vận hành 66

2.4.2 Yêu cầu trình độ người vận hành 68

2.4.3 Chi phí vận hành 68

2.4.4 Mở rộng 68

2.4.5 Suất đầu tư 68

2.4.6 Hiệu suất xử lý 68

2.4.7 Xử lý cặn lơ lửng 68

2.4.8 Xử lý Nito và phôt pho 68

2.4.9 Ưu điểm và nhược điểm 69

2.4.10 Nguyên tắc hoạt động 69

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ AO VÀ ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG CHO CÁC KCN KHÁC TƯƠNG TỰ 70

3.1 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ AO 70

3.1.1 Mô hình thí nghiệm 70

3.1.2 Mô tả công trình, các thiết bị mô hình thí nghiệm 72

3.1.3 Mô tả quy trình và các giai đoạn tiến hành thực nghiệm 76

3.2 Đề xuất ứng dụng cho các khu công nghiệp khác 94

3.2.1 Các yếu tố cần xem xét để đề xuất tiêu chí lựa chọn công nghệ 94

3.2.2 Tính phù hợp của công nghẹ AO đối với các KCN nghèo chất hữu cơ 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

Kết luận 99

Kiến nghị 99 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỤC LỤC 01

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Cụm từ viết tắt

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam XLNT Xử lý nước thải

CAS Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống

(Conventional Activated Sludge) BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa

(Biochemical Oxygen Demand) COD Nhu cầu ôxy hóa học

(Chemical Oxygen Demand)

SS Chất rắn lơ lửng CAS Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống

(Conventional Activated Sludge) KCN Khu công nghiệp

MBR Bể sinh học kết hợp màng vi lọc (ở nghiên cứu

này gọi tắt là Bể màng vi lọc sinh học, hay MBR) (Membrane BioReactor)

i.MBR Màng lọc sinh học nhúng ngập s.MBR Màng lọc sinh học đặt ngoài OTE Hiệu quả chuyển hoá oxy

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Số hiệu hình Tên hình

Hình 1.1 Quy trình tổng quát của nguồn cấp nước và việc xử lý

nước thải

Hình 1.2 Ví dụ về sơ đồ xử lý nước thải

Hình 1.3 Sơ dồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải KCN Lê

Minh Xuân Hình 1.4 Sơ đồ dòng nước thải KCN Bắc Thăng Long

Hình 1.5 Hệ thống đường giao thông KCN Bắc Thăng Long

Hình 1.6 Hệ thống cấp điện KCN Bắc Thăng Long

Hình 17 Hệ thống cấp nước cho KCN Bắc Thăng Long

Hình 1.8 Hệ thông thông tin liên lạc

Hình 1.9 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý nước thải KCN

Bắc thăng Long Hình 1.10 Sơ đồ khối của quy trình xử lý nước thải

Hình 1.11 Song chắn rác của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng

Long

Hình 1.12 Bể tiếp nhận của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng

Long

Hình 1.13 Bể khử nitrat của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng

Long

Hình 1.14 Bể hiếu khí của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng

Long Hình 1.15 Bể MBR của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng Long Hình 1.16 Bể khử trùng của TXL nước thải KCN Bắc thăng Long

Hình 1.17 Sân phơi bùn của trạm xử lý nước thải KCN Bắc thăng

Long Hình 3.1 Mô hình thí nghiệm XLNT theo Công nghệ AO

Hình 3.2 Bể kính dùng làm thí nghiệm

Hình 3.3 Máy khuấy bể kỵ khí

Hình 3.4 Máy khuấy bể hiếu khí

Hình 3.5 Máy bơm nước thải

Hình 3.6 Ống lấy mẫu nước thải

Hình 3.7 Ống dẫn nước thải

Hình 3.8 Máy kiểm tra DO cầm tay

Hình 3.9 Sơ đồ khối mô hình

Hình 3.10 Mô hình bể xử lý nước thải

Hình 3.11 Bùn hoạt tính xuất hiện

Hình 3.12 Chuẩn bị mô hình

Hình 3.13 Quá trình hoạt động của mô hình

Hình 3.14 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.15 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.16 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.17 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.18 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.19 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.20 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

Hình 3.21 Biểu đồ so sánh chất lượng nước

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Số hiệu

bảng,

biểu

Tên bảng, biểu

Bảng 1.1 Nhu cầu cấp nước và lượng nước thải của mọt số ngành công

nghiệp Bảng 1.2 Các tác nhân gây o nhiễm điển hình trong nước thải một số

ngành công nghiệp Bảng 1.3 Thành phần và tính chất nước thải ngành chế biến

Bảng 1.4 Tổng quan về công nghệ và phương pháp xử lý nước thải

Bảng 1.5 Tình hình hoạt động của một số trạm xử lý nước thải

Bảng 1.6 Thành phần nước thải của trạm xử lý nước thải yên Sở

Bảng 1.7 Thành phần nước thải của trạm xử lý nước bắc Thăng Long –

Vân Trì

Bảng 1.8 Bảng thông số ô nhiễm chi tiết của KCN Thạnh Đức– Long An

Bảng 1.9 Bảng thông số ô nhiễm chi tiết của KCN Phú Bài – Thừa Thiên

Huế Bảng 1.10 Bảng thông số ô nhiễm chi tiết của Khu Công Nghệ Cao, Quận

9, Tp.HCM Bảng 1.11 Chất lượng nước thải tại trạm XLNT tập trung KCN Lê Minh

Xuân Bảng 1.12 Chất lượng nước thải trạm xử lý nước thải tập trung KCN Vũng

Áng - Hà Tĩnh Bảng 1.13 Chất lượng nước thải trạm xử lý nước thải tập trung KCN Nam

Sách – Hải Dương

Bảng 1.14 Hiện trạng áp dụng công nghệ xử lý nước thải tập trung tại một

số KCN/KCX điển hình

Bảng 1.15 Tổng tải lượng nước thải vào NM XLNT của KCN Thăng Long Bảng 1.16 Số liệu thiết kế chính của trạm XLNT KCN Bắc Thăng Long Bảng 2.1 Tiêu chuẩn công nghệ thực nghiệm theo mô hình AO

Bảng 3.1 Tổng hợp, so sánh, nhận xét các công nghệ xử lý nước thải

1

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài :

Nước ta đang trong thời kì phát triển, cùng với việc bùng nổ dân số là sự phát triển nhanh chóng của các nền kinh tế, kéo theo hàng loạt vấn nạn về môi trường mà loài người phải gánh chịu Một trong những nguyên nhân gây ra hậu quả này là chất thải của các ngành công nghiệp chưa được xử lý triệt để, mặc dầu cộng đồng quốc tế đã có những nổ lực đáng kể Vấn đề này ở các nước đang phát triển còn ở mức độ nghiêm trọng hơn Việt Nam là một trong những nước đó

Ở nước ta hiện nay, cùng với sự phát triển của đất nước, công tác bảo vệ môi trường trở thành mối quan tâm hàng đầu Năm 2005, Chủ tịch nước CHXHCN Việt Nam ký ban hành luật bảo vệ môi trường Ngày 9 tháng 8 năm

2006, Chính phủ ra nghị định số 80/2006/NĐ-CP về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường

Trong những năm đổi mới và phát triển kinh tế, Viêt Nam đã có một số công trình, nhà máy xử lý chất thải, hạn chế được phần nào ô nhiễm môi trường Mặc dù đã có sự chú trọng đến vấn đề bảo vệ môi trường trong quá trình phát triển kinh tế, song nhìn chung, cơ sở hạ tầng của các công trình xử lý chất thải ở Việt Nam còn rất lạc hậu và đang trong tình trạng quá tải Các hệ thống thoát nước, các trạm xử lý nước thải, các phương tiện thu gom và xử lý chất thải rắn, phần lớn đã

cũ và hư hỏng, nhiều nơi còn thả trôi nổi vấn đề xử lý chất thải

Các vấn đề về thoát nước thải và xử lý chất thải trong khu công nghiệp là yêu cầu cấp bách trong quá trình phát triển các khu công nghiệp, đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

Các đơn vị thành viên ( các nhà máy, xí nghiệp ) trong các khu công nghiệp hằng ngày thải ra một khối lượng lớn các loại nước thải, trong có nhiều loại nước thải độc hại Nếu không giả quyết tốt việc thoát nước và xử lý nước thải của các đơn vị thành viên thì sẽ gây ô nhiễm đối với các nguồn nước dẫn tới hậu quả xấu, làm tổn thất cho nhiều ngành thuộc nền kinh tế quốc dân

2

Ví dụ Khu công nghiệp Bắc Thăng Long, Khu công nghiệp Thanh Oai, khu công nghiệp Sài Đồng A,B khu công nghiệp Nội Bài, Khu công nghiệp Thường Tín ở Hà Nội và nhiều khu công nghiệp có quy mô lớn ở các tỉnh phía nam Trong nhiều năm qua, mặc dù nhận được sự quan tâm của chính quyền thành phố

và các cơ quan liên quan, nhưng vấn đề gây ô nhiễm môi trường do nước thải của một số khu công nghiệp là đáng báo động

Qua công tác điều tra thực tế và qua các báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường, đối với các khu công nghiệp hiện nay, việc xả trực tiếp nước thải chưa qua

xử lý vào môi trường đã gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với lưu vực sông làm ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất của nhân dân

Vì vậy việc “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho các khu công nghiệp có nước thải sản xuất nghèo chất hữu cơ (Lấy khu công nghiệp Bắc Thăng Long làm thí dụ điển hình)” là việc làm hết sức cần thiết

Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu kiểm chứng công nghệ xử lý nước thải của khu công nghiệp Bắc Thăng Long.Đề xuất ứng dụng cho các khu công nghiệp tương tự

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ AO Phạm vi nghiên cứu là khu công nghiệp Bắc Thăng Long, và các khu công nghiệp khác

Phương pháp nghiên cứu:

Khảo sát thu thập số liệu

Phân tích, đánh giá, tổng hợp số liệu

Ngiên cứu thực nghiệm

Đề xuất ứng dụng

Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, phụ lục và tài liệu tham khảo phần nội dung chính có 3 chương:

3

+ Chương 1 : Tổng quan các KCN xử lý nước thải nghèo chất hữu cơ

+ Chương 2 : Cơ sở lý luận và thực tiễn cho giải pháp xử lý nước thải khu

công nghiệp Bắc Thăng Long

+ Chương 3 : Nghiên cứu ứng dụng công nghệ AO và đề xuất ứng dụng cho

các khu công nghiệp khác tương tự

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận

* Quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa ở nước ta trong những năm gần đây phát triển khá nhanh Tỷ lệ dân số đô thị đạt khoảng 33% so với tổng dân số toàn quốc

- Tới nay toàn quốc có khoảng 750 đô thị các loại với dân số đô thị khoảng

thải đô thị được xử lý đạt quy chuẩn/tiêu chuẩn môi trường chỉ khoảng 5-10%

- Việc quản lý thoát nước và nước thải đô thị do các Công Ty TNHH Thoát nước một thành viên hay Công ty Cấp Thoát nước/ Công ty CP Cấp Thoát nước /Công ty Công trình Đô thị/Công ty Môi trường Đô thị quản lý

* Toàn quốc hiện khoảng 223-250 KCN, trong đó khoảng gần 200 KCN đã

đi vào hoạt động Độ lấp đầy đạt trung bình khoảng 50-55% Tỷ lệ số KCN có nhà máy xử lý nước thải tập trung (đang hoạt động hoặc đang xây dựng) đạt khoảng 50- 55%

Hiện có 34 KKT và khoảng 700 CCN Tổng số doanh nghiệp trong và ngoài KCN có khoảng 350 ngàn đơn vị

Có nhiều trạm xử lý nước thải đã được xây dựng nhưng không hoạt động Việc cac trạm xử lý đã xây dựng nhưng không hoạt động hoặc có hoạt động nhưng kém hiệu quả do nhiều nguyên nhân khác nhau

Kiến nghị

* Chúng ta đã có nhiều văn bản pháp lý liên quan đến thoát nước- nước thải

đô thị và KCN Hệ thống văn bản pháp lý phục vụ quản lý nước thải đô thị và công nghiệp đang ngày càng được hoàn thiện

* Các đô thị, khu công nghiệp Việt Nam nói chung có nhiều loại, nhiều cấp khác nhau (về qui mô dân số, điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội), vì vậy cần áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau phù hợp với qui mô từng khu vực

100

- Đối với các đô thị mới, nên áp dụng ngay những loại công nghệ mới, tiên tiến

- Đối với các đô thị và khu công nghiệp cũ, nên cải tạo và nâng cấp những công trình có sẵn, phát huy công tác duy tu, bảo dưỡng, sử dụng công nghệ tiên tiến hơn cho việc xử lý nước thải, cũng có thể sử dụng công nghệ đơn giản, tận dụng tối đa điều kiện tự nhiên để xử lý nước thải (ví dụ khả năng pha loãng, tự làm sạch sinh học của nước ở các hồ ao, vùng đất ngập nước, )

- Đối với các thành phố lớn, có nhiều khu vực khác nhau, như khu trung tâm, khu dân cư tự cải tạo, khu xây dựng mới thì áp dụng linh hoạt những loại hình công nghệ đa dạng, đẩy nhanh quá trình chuyển giao công nghệ mới và tính đến khả năng xử lý triệt để nước thải đô thị phục vụ cho việc tái sử dụng nước thải vào các mục đích khác nhau trong khi nguồn tài nguyên nước đang bị ô nhiễm và ngày càng cạn kiệt do tác động của biến đổi khí hậu

- Các đô thị có dân số lớn, mật độ dân cư cao, lưu lượng nước thải lớn: có thể áp dụng công nghệ xử lý nước thải “Bùn hoạt tính” theo công nghệ tiên tiến, hiện đại

- Các đô thị có mật độ dân cư vừa và nhỏ, lưu lượng nước thải vừa và nhỏ, quỹ đất dồi dào: có thể áp dụng công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp, công nghệ

xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

- Các đô thị có nhiều đồi núi, có nhiều lưu vực thoát nước, nhiều TXLNT, như thành phố Hạ Long có thể sử dụng cả 2 loại công nghệ xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên (hồ sinh học ) và nhân tạo (bùn hoạt tính )

* Để đánh giá và lựa chọn công nghệ phù hợp với điều kiện Việt Nam, đề tài đã đề xuất các tiêu chí và các chỉ tiêu cụ thể để tùy điều kiện thực tế cụ thể để lựa chọn dây truyền công nghệ cho phù hợp đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế và

kỹ thuật