Nghiên cứu đặc tính nước thải rửa xe và đề xuất phương án quản lý đối với các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận cẩm lệ, thành phố đà nẵng

Lý do chọn đề tài Trên địa bàn thành phố có nhiều cơ sở rửa xe sử dụng nước cấp thủy cục để rửa xe, nước thải sau khi rửa xe thường không qua bất kỳ khâu xử lý nào mà được dẫn thẳng vào

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

N ƣờ ƣớn dẫn k oa ọc TS P an N ƣ T úc

Phản biện 1: TS Đặng Quang Vinh

Phản biện 2: TS Lê Năng Định

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật môi trường họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 02 tháng 02 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa

- Thư viện Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trên địa bàn thành phố có nhiều cơ sở rửa xe sử dụng nước cấp thủy cục để rửa xe, nước thải sau khi rửa xe thường không qua bất kỳ khâu xử lý nào mà được dẫn thẳng vào hệ thống cống thoát nước của thành phố gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động của hệ thống cống cũng như tại trạm xử lý nước thải hoặc đổ trực tiếp vào nguồn tiếp nhận như sông, hồ thông qua hệ thống thoát nước mưa

Ngày 28/05/2015, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Thông tư 26/2015/TT-BTNMT, quy định chi tiết Khoản 3 Điều 22 Nghị định 18/2015/NĐ-CP ngày 14 tháng 02 năm 2015 của Chính phủ, theo đó các cơ sở rửa xe đang hoạt động phải lập Đề án bảo vệ môi trường đơn giản và có hồ sơ trình UBND cấp quận/huyện để đăng ký

Vào tháng 9/2017, theo Quyết định số 5498/QĐ-XPVPHC ngày 29/09/2017 của UBND quận Hải Châu, người chủ của chuỗi cơ

sở rửa xe Việt Tiến đã bị xử phạt vi phạm hành chính về hành vi: Không có hệ thống xử lý nước thải đạt quy chuẩn kỹ thuật quy định tại điểm c khoản 1 Điều 11 Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18 tháng 11 năm 2016 của Chính phủ

Xuất phát từ những lý do nê trên, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu đặc tính nước thải rửa xe và đề xuất phương án quản lý các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ thành phố Đà Nẵng’’ làm đề tài cho luận văn cao học ngành kỹ thuật môi trường

xe

- Đề xuất công nghệ xử lý nước thải rửa xe, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

3 Đố tƣợng, phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu tổng quát: Các cơ sở dịch vụ rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng

- Đối tượng nghiên cứu chi tiết: nước thải rửa xe, mô hình xử

lý nước thải rửa xe

4 P ƣơn p áp n ên cứu

4.1 Phương pháp khảo sát thực địa

Tiếp cận, tìm hiểu các thông tin sơ bộ về những vấn đề được nghiên cứu tại các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng

4.2 Phương pháp thu thập tài liệu số liệu

4.3 Phương pháp phân tích và tổng hợp số liệu

4.4 Phương pháp điều tra

4.5 Phương pháp kế thừa

4.6 Phương pháp quan trắc, lấy mẫu, phân tích môi trường

Việc đo đạc, phân tích các thông số môi trường trong nước thải rửa xe được thực hiện theo quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam (Bảng 1)

Bảng 1 Danh mục các thông số và phương pháp phân tích các thông

4.7 Phương pháp mô hình thực nghiệm

a Tính toán, xây dựng và vận hành mô hình bể lắng ngang

Bể lắng ngang được xây dựng trên cơ sở tài liệu tham khảo số [1] Chi tiết tính toán kích thước mô hình bể lắng ngang được trình bày ở Phụ lục

Các thông số liên quan đến bể lắng như sau:

+ Lưu lượng thiết kế Q = 0,3 lít/s;

+ Thời gian lưu t = 12 phút;

Kích thước công tác của bể lắng:

+ Chiều cao công tác Hct = 0,25 m;

+ Chiều dài công tác Lct = 1,5 m;

+ Chiều rộng công tác Bct = 0.576 m

b Xác định tải trọng bề mặt tối ưu của bể lắng ngang

Thời gian lưu và tải trọng bề mặt tối ưu được xác được dựa việc vận hành mô hình bể lắng ngang ở hai mức lưu lượng nước thải khác nhau gồm

+ Q1= 0,2 l/s ứng với thời gian lưu t1 = 18 phút; tải trọng bề mặt q1 = 20 m3/m2.ngày

+ Q2 = 0,3 l/s (lưu lượng thiết kế) ứng với thời gian lưu t2 = 12 phút; tải trọng bề mặt q2 = 30 m3/m2.ngày

c Xác định hiệu quả xử lý của bể lắng ngang kết hợp với keo tụ

Sau khi có tải trọng bề mặt tối ưu thì ta tiến hành vận hành mô hình bể lắng ngang kết hợp với bể keo tụ và hóa chất keo tụ tối ưu Trong quá trình vận hành, mô hình được thay đổi liều lượng chất keo tụ để kiểm tra lại liều lượng chất keo tụ tối ưu cho mô hình

xử lý

5 Ý n ĩa k oa ọc và thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ bổ sung thêm cơ sở khoa học

về đặc điểm nước thải rửa xe, công nghệ xử lý nước thải rửa xe Kết quả nghiên cứu sẽ được triển khai, áp dụng vào thực tiễn nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường đối với các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ nói riêng và thành phố Đà Nẵng nói chung

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 chương như sau:

C ươn 1 Tổn quan về vấn đề n ên cứu

C ươn 2 H ện trạn m trườn tạ các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ

C ươn 3 ết quả và t ảo luận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về dịch vụ rửa xe tron nước

Các CSRX có thể phân thành nhiều loại phụ thuộc vào loại xe được rửa: cơ sở chỉ rửa xe máy thường là các cơ sở có diện tích nhỏ, CSRX ô tô du lịch với diện tích lớn hơn, có hệ thống nâng xe ô tô với nhiều nhân viên rửa xe thường trực, và các CSRX khách đến 52 chổ hoặc xe container Có một số CSRX không những chỉ có dịch vụ rửa xe mà còn có một số dịch vụ khác như lau chùi nội thất, thay nhớt và thậm chí là sửa chửa Hằng ngày, các cơ sở này có thể thu được vài triệu đồng

1.1.1 Các vấn đề môi trường phát sinh từ dịch vụ rửa xe tại các cơ sở rửa xe

Nước thải rửa xe có thể chảy tràn trên mặt đường hoặc được dẫn vào hệ thống thoát nước đô thị hoặc chảy thẳng ra kênh, rạch, sông, hồ, việc này làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Với

lượng chất bẩn, chất tẩy rửa, dầu mỡ thì nước thải rửa xe nếu chảy vào môi trường nước mặt thì hoàn toàn có thể gây ô nhiễm và làm giảm giá trị sử dụng Nước thải từ quá trình rửa xe thường không qua bất kỳ khâu xử lý nào và đổ thẳng vào nguồn tiếp nhận cũng có thể dẫn đến các vấn đề môi trường nghiêm trọng

1.1.2 Hiện trạng quản lý các cơ sở rửa xe trong nước

Hiện nay, việc quản lý các CSRX chưa được các cấp chính quyền quan tâm Việc xử lý dừng lại ở xử lý hành chính, vi phạm lấn chiếm vỉa hè, lòng đường, còn xử lý các cơ sở vi phạm các quy đinh

về BVMT ít được thực hiện [4] Các quy định về công tác BVMT của các CSRX cũng được ban hành ở một số các quyết định từ các cấp chính quyền

Như vậy, hiện trạng quản lý các CSRX còn chưa được các cấp quản lý quan tâm đúng mức vì nhiều lý do khách quan và chủ quan

1.2 Tổng quan về nước thải rửa xe

1.2.1 Nước thải rửa xe trên thế giới

Dịch vụ rửa xe được coi như là một hoạt động công nghiệp, dịch vụ với lượng nước thải từ quá trình rửa xe là không ít Ví dụ, ở Queenland, Úc lượng nước cấp sử dụng để rửa sạch một xe trung bình là 70 lít/xe, ở châu Âu con số này là 60-70 l/xe [6]

Hiện tại, không có nhiều nghiên cứu, khảo sát về việc xử lý nước thải rửa xe trong nước Tại các CSRX, nước thải từ quá trình rửa xe thường không qua khâu xử lý nào trước khi thải ra môi trường

1.2.2 Sự quan tâm của các cơ quan quản lý đối với nước thải rửa xe

Hiện tại, nước thải rửa xe chưa được các cấp quản lý nhà nước quan tâm đúng mức Các biện pháp BVMT chưa hoạt động hiệu quả

1.3 Tình hình hoạt động của các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ, TP Đà Nẵng

1.3.1 Khái quát tình hình dịch vụ rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ

Quận Cẩm Lệ là đầu nối giữa nút giao thông chính từ trung tâm thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam và mật độ dân cư tương đối cao nên các phương tiện đi lại trên địa bàn quận là tương đối nhiều

1.3.2 Tình hình hoạt động rửa xe tại các cơ sở rửa xe trên địa bàn quận Cẩm Lệ

* Hoạt độn k n doan

Các CSRX thường hoạt động từ khoảng 7 giờ sáng đến 6 giờ tối cùng ngày Trong một tuần, lượng khách đông đúc nhất trong tuần thường là thứ 7 và chủ nhật với lượng xe có thể gấp đôi ngày khác

* Quy trìn rửa xe

Các xe ôtô đi vào thường được đưa lên cầu, gầm xe lộ ra để dễ rửa xe Sau đó nhân viên rửa xe sẽ dùng vòi xịt nước cao áp, đẩy đi các chất bẩn bám trên xe như đất, cát, bụi, lá cây, công đoạn này phát sinh một lượng lớn nước thải, tùy thuộc vào kích thước và độ bẩn của xe Sau khi làm sạch sơ bộ thì nhân viên bắt đầu dùng bình nén nước tẩy rửa, phun nước tẩy rửa ở áp suất cao tạo nên các bông bọt mịn (thường gọi là bọt tuyết), phủ toàn bộ thân vỏ xe Sau đó, các nhân viên sẽ dùng dẻ lau để làm sạch các vết bẩn trên toàn bộ thân

vỏ xe Sau đó, các nhân viên xe dùng vòi xịt nước cao áp đẩy đi tất

cả các bông bọt nước tẩy rửa đồng thời cuốn trôi đi những chất bẩn, giai đoạn này cũng tạo ra nước thải Tiếp theo, nhân viên sẽ chạy xe xuống khỏi cầu nâng và đưa ra khu vực lau khô

* Nước t ả rửa xe

Nước thải trong quá trình rửa xe sẽ rơi xuống mặt sàn và do có

độ dốc nên nước thải sẽ chảy vào mương hở và dẫn đến hố thu gom sau đó chảy vào hệ thống công thoát nước

1.4 Tổng quan về p ươn p áp sử dụng trong xử lý nước thải

1.4.1 Lắng – Bể lắng ngang trong xử lý nước thải

1.4.2 Phương pháp keo tụ

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC CƠ SỞ RỬA XE

TRÊN Đ A BÀN QUẬN CẨM LỆ

2.1 Kết quả đán á oạt động kinh doanh dịch vụ rửa xe

2.1.1 Danh sách các cơ sở rửa xe

Hiện nay, theo thống kê trên địa bàn quận Cẩm Lệ có 10 CSRX đang kinh doanh dịch vụ rửa xe kết hợp các dịch vụ khác như thay nhớt, sửa chữa xe Qua khảo sát, ta thấy các CSRX có quy mô khác nhau nhưng phần lớn có diện tích từ 60 m2

đến 1000 m2 Phần lớn các cơ sơ này kinh doanh rửa xe và thay nhớt, ngoài ra còn có hoạt động sửa xe thay lốp ở các cơ sở có diện tích lớn

2.1.2 Tình hình thực hiện các thủ tục về BVMT của các cơ

sở rửa xe

Qua khảo sát và thu thập dữ liệu từ phòng Tài nguyên môi trường quận Cẩm Lệ cho thấy trong 10 CSRX nêu trên thì chỉ có duy nhất CSRX oto xe máy tại số 02 đường Lương Định Của là có hồ sơ môi trường đã trình phòng Tài nguyên môi trường quận Cẩm Lệ và các cơ sở còn lại thì không có hồ sơ môi trường trình cho chính quyền quận Cẩm Lệ

2.1.3 Số lượng xe được rửa tại các cơ sở rửa xe

Các cơ sở rửa xe doanh thu không giống nhau Theo điều tra, CSRX Việt Tiến có số lượng xe cao nhất được rửa là 100 chiếc/ngày

và CSRX số 282 Nguyễn Hữu Thọ có lượng xe được rửa là 50 chiếc ngày

Hình 2.2 là kết quả điều tra số lượng xe được rửa cao nhất trong một ngày trong năm tại các CSRX bằng phiếu điều tra Các đối tượng được phỏng vấn là các nhân viên có thâm niên làm việc cao nhất tại các CSRX

2.2 Kết quả kháo sát hiện trạn nước thải rửa xe tạ các cơ

2.2.2 Cảm quan về nước thải rửa xe

Theo khảo sát, nước thải rửa xe thường có màu nâu, một vài trường hợp có thể có màu xám hoặc màu đỏ của đất đỏ

Nước thải rửa xe chứa nhiều cát, các vật chất lớn như lá cây,

nhành cây, sỏi

2.2.3 Lưu lượng nước thải rửa xe

Lưu lượng nước thải rửa xe tại các CSRX là không giống nhau, dao động từ 0 l/s đến 0,75 l/s (0 l/s là lúc cơ sở hoạt động nhưng không có xe để rửa) Kết quả cho thấy lưu lượng nước thải rửa

xe tính theo ngày dao động từ 1-8 m3/ngày Lưu lượng này phụ thuộc vào quy mô, lượng khách của mỗi cơ sở

2.2.4 Tính chất vật lý, hóa học của nước thải rửa xe

Kết quả đo đạc, khảo sát cho thấy mẫu nước thải rửa xe có hàm lượng SS, COD vượt tiêu chuẩn quy định, kết quả khảo sát ngày 12/1/2018 chỉ có nồng độ SS vượt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cụ thể nồng độ SS vượt quy chuẩn 1,9 lần Các thông số còn lại đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT

Thông số SS trong nước thải ở các CSRX dao động từ 114 mg/l đến 290 mg/l, vượt quy chuẩn đến 1,87 lần Thông số COD trong nước thải ở các CSRX dao động từ 120 mg/l đến 340 mg/l, vượt quy chuẩn đến 1,26 lần

Các thông số khác như tổng dầu mỡ khoáng nhỏ hơn 10 mg/l

và chất hoạt động bề mặt dao động từ 0,57 đến 5,7 mg/l, nhỏ hơn nhiều lần so với QCVN 40:2011/BTNMT cột B Nồng độ kim loại nặng trong nước thải rửa xe như Fe, Zn, Cu, Mn không vượt QCVn 40:2011/BTNMT Mức dao động của pH trong nước thải 7 đến 7,8, nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT

Như vậy, nước thải ở các CSRX nếu không xử lý thì các thông số như SS, COD thì sẽ vượt QCVN, cần phải quan tâm xử

lý

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VẬN HÀNH MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Kết quả xác định tải trọng bề mặt tố ưu của bể lắng ngang

Thứ nhất, vận hành bể lắng ngang hoạt động ở mức tải trọng

bề mặt là q1 = 20 m3/m2.ngày, thời gian lưu t1= 18 phút Thứ hai, vận hành bể lắng ngang hoạt động ở mức tải trọng bề mặt là q1 = 30 m3/m2.ngày, thời gian lưu t1= 12 phút Ta tiến hành lấy 6 mẫu nước thải tương ứng với 3 cặp nước thải đầu ra và đầu ra vào các thời điểm khác nhau

Kết quả là bể lắng ngang được thể hiện ở Bảng 3.1

Bảng 0.1 Hiệu suất xử lý SS và COD khi vận hành bể lắng ngang ở

/m2.ngày để xử lý nước thải rửa xe

* Kết quả vận hành bể lắng ngang ở tải trọng tối ưu

Bể lắng ngang được vận hành với lưu lượng Q = 0,2 l/s, ở tải trọng bề mặt tối ưu là q = 20 m3

/m2.ngày và thời gian lưu nước trong

bể là t =18 phút, đồng thời tiến hành lấy mẫu và phân tích các thông

nước thải sau xử lý đảm bảo đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B Nhưng khi nồng độ SS đầu vào tăng cao hơn 255 mg/l thì nồng độ

SS đầu ra là 120 mg/l, không đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B Hiệu suất xử lý COD của bể lắng ngang đạt từ 37 đến 77%, nồng độ COD đầu vào và đầu ra đều đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột B Khi nước thải đầu vào có nồng độ SS cao, khoảng trên 200 mg/l thì bể lắng với hiệu xuất xử lý SS là khoảng 50% không thể xử lý nước thải đạt quy định Cột B, QCVN 40:2011/BTNMT

3.2 Tính toán, vận hành mô hình bể lắng ngang kết hợp keo tụ

3.2.1 Kết quả xác định chất keo tụ phù hợp xử lý nước thải rửa xe

Bảng 3.2 Kết quả xác định loại chất keo tụ phù hợp xử lý nước thải

TN0 là mẫu nước thải rửa xe đầu vào

TN1 là mẫu nước thải rửa xe với chất keo tụ là phèn sắt TN2 là mẫu nước thải rửa xe với chất keo tụ là phèn kép amoni NH4Al(SO4)2

TN3 là mẫu nước thải rửa xe với chất keo tụ là PAC (Poly Aluminium Chloride)

Nhận xét: Từ bảng 3.2, ta thấy rằng hiệu quả tách chất rắn lơ

lửng và các chất hữu cơ trong nước ở TN2 (sử dụng phèn kép amoni)

là cao nhất Cụ thể, ở TN2 nồng độ SS sau keo tụ và lắng tĩnh là 40 mg/l và nồng độ COD là 9 mg/l Ở TN1 (sử dụng phèn sắt) và TN3 (sử dụng PAC) thì nồng độ SS, COD sau keo tụ và lắng tĩnh cao hơn

so với TN2 Như vậy có thể kết luận rằng, sử dụng phèn kép amoni cho quá trình keo tụ nước thải rửa xe là thích hợp hơn sử dụng phèn sắt và PAC

3.2.2 Kết quả xác định pH tối ưu cho quá trình keo tụ

Hàm lượng phèn kép amoni khi các bông cặn hình thành là 25 mg/l và đây chính là lượng chất keo tụ để xác định pH tối ưu của quá trình keo tụ, thí nghiệm được tiến hành keo tụ với phèn kép amoni ở điều kiện pH khác nhau như bảng 3.13 Sự điều chỉnh pH được thực hiện bằng dung dịch axit sunfuric 5% và dung dịch NaOH 1M Sau khi tiến hành 6 thí nghiệm khác nhau, ta có kết quả như Hình 3.3

Hình 3.14 Hiệu suất xử lý SS và COD của quá trình keo tụ ở các

mức pH khác nhau Nhận xét: Qua hình 3.14, ta thấy hiệu suất xử lý SS và COD khi keo tụ bằng phèn kép amoni cao nhất khi pH = 6,5 Như vậy, việc sử dụng phèn kép amoni để keo tụ nước thải rửa xe có hiệu quả nhất thì pH của nước thải nên ở mức 6,5

lý COD