KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN KHOÁ LUẬNTỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝNƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VĨNH YÊN TỈNH VĨNH PHÚC CÔNG SUẤT 1800 M3/NGÀYĐÊM Sinh viênthực hiện :
Trang 1KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
KHOÁ LUẬNTỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝNƯỚC THẢI THÀNH PHỐ
VĨNH YÊN TỈNH VĨNH PHÚC CÔNG SUẤT
1800 M3/NGÀYĐÊM
Sinh viênthực hiện : LÊ THỊ TƯỜNG VY GVHD : ThS NGUYỄN VĂN HIỂN Ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Niên khoá : 2010 – 2014
Trang 21800 M3/NGÀYĐÊM
Tác giả
LÊ THỊ TƯỜNG VY
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng
Kỹ sư ngành Kỹ Thuật Môi Trường
Giáo viên hướng dẫn
ThS NGUYỄN VĂN HIỂN
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2014
Trang 3PHIẾU GIAONHIỆM VỤ KHÓALUẬN TỐT NGHIỆP
Khoa: MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Họ và tên SV: LÊ THỊ TƯỜNG VY Mã số SV: 10127193
Khoá học: 2010- 2014 Lớp: DH10MT
Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VĨNH YÊN TỈNH VĨNH PHÚC CÔNG SUẤT 1800 M3/NGÀYĐÊM
1 Nội dung KLTN:
- SV phải thực hiện các yêu cầu sau đây:
o Khảo sát tìm hiểu tổng quan TP Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc
o Xác định đặc tính nước thải Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
o Phân tích, đề xuất 2 phương án thiết kế phù hợp cho nhà máy
o Tính toán thiết kế các công trình đơn vị
o Tính toán kinh tế, lựa chọn phương án tối ưu
o Lập các bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải
Thời gian thực hiện: Bắt đầu : tháng 08/2013 và Kết thúc: tháng 12/2013
1 Giáo viên hướng dẫn
Họ tên GVHD: ThS Nguyễn Văn Hiển
Nội dung và yêu cầu của KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn
Ngày … tháng.…năm … Ngày… tháng … năm
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM TPHCM
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
*****
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
************
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Sau bốn năm học tập và rèn luyện tại Khoa Môi Trường và Tài Nguyên trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, tôi đã được trang bị nhiều kiến thức, những kỹ năng và kinh nghiệm sống quý báu làm hành trang vận dụng vào tương lai Đặc biệt, luận văn tốt nghiệp là một cột mốc quan trọng trong quá trình học tập và rèn luyện của sinh viên, là điểm kết thúc của một quá trình học tập và phấn đấu nhưng cũng là điểm khởi đầu cho bước đường tương lai sau này của sinh viên chúng tôi
Để hoàn thành tốt khoá luận này, đầu tiên tôi gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý thầy cô khoa Môi Trường và Tài Nguyên Những người thầy, cô đã nhiệt tình giúp đỡ tận tình, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành Khoá luận tốt nghiệp
Em xin chân thành cảm ơn thầyNguyễn Văn Hiển đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt kiến thức, giúp tôi hoàn chỉnh nội dung khóa luận tốt nghiệp này
Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các anh chị tại phòng công nghệ môi trường
Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc đã giúp đỡ và tạo đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được thực tập và truyền đạt cho tôi những kiến thức thực tế bổ ích
Cảm ơn gia đình, ba mẹ luôn là chỗ dựa vững chắc và là nguồn động viên to lớn cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện Khoá luận tốt nghiệp
Sau cùng, không thể thiếu tập thể lớp DH10MT Xin chân thành cảm ơn các bạn đã chia sẻ những kinh nghiệm quý báu trong quá trình học tập
Do hạn chế về thời gian, kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên Khoá luận tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý quý giá của quý thầy cô và bạn bè
Xin chân thành cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
SVTH: Lê Thị Tường Vy
Trang 5TÓM TẮT KHOÁ LUẬN
Đề tài: thiết kế hệ thống xử lý nước thải Thành phố Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc công suất 1800 m3/ngàyđêm
- Tổng quan lý thuyết bao gồm:
Giới thiệu về thành phố Vĩnh Yên tỉnh Vĩnh Phúc
Tổng quan đặc trưng nước thải của TP Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc
Tổng quan về thành phần, tính chất, phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay
Tổng quan về các công nghệ, thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay
- Đề xuất 2 phương án thiết kế mới cho hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho
TP Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc theoQCVN 14:2008/BTNMT, cột A
Phương án 1: Nước thải theo hệ thống thoát nước chảy qua song chắn đặt trong hố thu, sau đó được bơm qua bể điều hòa Nước từ bể điều hòa tiếp được chảy sang bể trộn Trong bể trộn cho hóa chất PAC và polymer vào, nước tiếp tục chảy đến
bể phản ứng đến bể lắng I và aerotank Sau quá trình xử lý sinh học ở bể Aerotank, nước thải qua bể lắng II, tiếp đến được khử trùng bằng Clorua vôi Nước thải sau khử
trùng sẽ được xả ra sông Phan
Phương án 2: Tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể SBR thay thế cho bể Aerotank và bể lắng II
Qua tính toán thiết kế, phân tích về mặt kỹ thuật, kinh tế và vận hành đã lựa chọn phương án 1 với lý do:
- Đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo QCVN
14:2008/BTNMT
- Tính khả thi cao
- Vận hành đơn giản
Từ phương án lựa chọn triển khai bố trí công trình và mặt bằng tổng thể trạm
xử lý, mặt cắt công nghệ và chi tiết công trình đơn vị lên bản vẽ
Xây dựng phương án vận hành và bảo trì hệ thống xử lý đã chọn
Trang 6MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT KHOÁ LUẬN iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ix
Chương 1 MỞ ĐẦU 1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI 1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2
1.3 NỘI DUNG VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN 2
1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3
1.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 3
1.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa 3
1.4.3 Phương pháp phân tích và trình bày báo cáo 3
1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 TỔNG QUAN, HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TP VĨNH YÊN 4
2.1.1 Tổng quan thành phố Vĩnh Yên tỉnh Vĩnh Phúc 4
2.1.2 Địa hình và mặt bằng tổng thể 5
2.1.3 Khí hậu 5
2.1.4 Thủy văn, sông ngòi, hệ thống thoát nước 7
2.2 CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 7
2.2.1 Về kinh tế 7
2.2.2 Về văn hóa, xã hội 9
2.3 TÍNH CHÂT NƯỚC THÀNH PHỐ VĨNH YÊN 10
2.3.1 Chất lượng nước TP Vĩnh Yên 10
2.3.2 Mạng lưới thoát nước hiện trạng 11
2.3.3 Hiện trạng xử lý nước thải 13
Trang 7Chương 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ NƯỚC THẢI 15
3.1 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI SINH HOẠT 15
3.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt: 15
3.1.2 Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt: 15
3.1.3 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải: 17
3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 18
3.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 18
3.4.2 Phương pháp xử lý hóa học: 24
3.4.3 Phương pháp hóa lý: 25
3.4.4 Phương pháp sinh học: 27
3.5 CÁC CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 28
3.6 SƠ ĐỒ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT MỘT SỐ ĐÔ THỊ VIỆT NAM HIỆN NAY 29
Chương 4: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG SUẤT 1800 M3/NGÀY ĐÊM 32
4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 32
4.2.1 Phương án 1 33
4.2.1.1 Thuyết minh công nghệ lựa chọn 34
4.2.1.2 Dự tính hiệu suất xử lý từng công trình đơn vị phương án 1 35
4.2.2 Phương án 2 36
4.2.2.1 Thuyết minh công nghệ lựa chọn 37
4.2.2.2 Dự tính hiệu suất xử lý từng công trình đơn vị phương án 2 38
4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CÁC ĐƠN VỊ 39
4.3.1 Phương án 1 39
4.3.1.1 Song chắn rác 39
4.3.1.2 Bể thu gom BO1 39
4.3.1.3 Bể điều hòa BO2 40
4.3.1.4 Bể phản ứng BO3 41
Trang 84.3.1.7 Bể lắng II BO6 44
4.3.1.8 Bể tiếp xúc khử trùng BO7 45
4.3.1.9 Bể nén bùn 46
4.3.2 Phương án 2 46
4.3.2.1 Bể SBR 46
4.3.2.2 Bể tiếp xúc khử trùng 48
4.3.2.3 Bể nén bùn 49
4.4 DỰ TOÁN KINH TẾ 49
4.4.1 Dự toán chi phí phương án 1 49
4.4.2 Dự toán chi phí phương án 2 50
4.5 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KHẢ THI 51
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52
5.1.KẾT LUẬN 52
5.2 KIẾN NGHỊ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC 55
Trang 9DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
BOD: Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand)
COD: Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand)
DO: Oxy hoà tan (Dissolved Oxygen)
TSS: Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids)
MLSS: Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng (Mixed Liquoz suspended Solids) ĐTV: Động thực vật
TP: Thành phố
CN: Công nghiệp
NTSH: Nước thải sinh hoạt
HTXLNTSH: Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt
KCN: Khu công nghiệp
F/M: Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio)
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
KCN: Khu công nghiệp
KCN-KCX: Khu công nghiệp - Khu chế xuất
CTR: Chất thải rắn
GVHD: Giáo viên hướng dẫn
Trang 10DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Dữ liệu khí tượng của Thành phố Vĩnh Yên trong các năm từ 2008-2010 6
Bảng 2.2 Cơ cấu kinh tế Tỉnh Vĩnh Phúc 8
Bảng 2.3 Cơ cấu kinh tế Thành phố Vĩnh Yên (2010) 9
Bảng 2.4 Dân số Tỉnh Vĩnh Phúc năm 2009 10
Bảng 2.5 Dân số Thành phố Vĩnh Yên (2008) 10
Bảng 2.6 Các thông số nước thải cần xử lý 11
Bảng 3.1 Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt 17
Bảng 3.2 Nhiệm vụ các công đoạn điển hình 29
Bảng 4.1 Thông số tính toán thiết kế 32
Bảng 4.2 Dự tính hiệu suất xử lý theo phương án 1 35
Bảng 4.3 Dự tính hiệu suất xử lý theo phương án 2 38
Bảng 4.4 Thông số thiết kế song chắn rác 39
Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể thu gom 39
Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể điều hoà 40
Bảng 4.7 Thông số thiết kế bể phản ứng 41
Bảng 4.8 Thông số thiết kế bể lắng 42
Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể Aerotank 43
Bảng 4.10 Thông số thiết kế bể lắng II 44
Bảng 4.11 Thông số thiết kế bể khử trùng 45
Bảng 4.12 Thông số thiết kế bể chứa bùn 46
Bảng 4.13 Thông số thiết kế bể SBR 46
Bảng 4.14 Thông số thiết kế bể khử trùng 48
Bảng 4.15 Thông số thiết kế bể nén bùn 49
Bảng 4.16 Khái quát dự toán kinh tế phương án 1 49
Trang 11DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1 Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt 16
Hình 3.2: Phân loại song chắn rác 19
Hình 3.3 Song chắn rác cơ giới và song chắn rác thủ công 19
Hình 3.4 Bể lắng cát ngang 22
Hình 3.5 Sơ đồ bể lắng cát ngang với hệ thống cơ giới để lấy cặn 22
Hình 3.6 Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn 26
Hình 3.7 Quy trình xử lý nước thải phổ biến 28
Hình 3.8 Mô hình trạm xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Cần Thơ, công suất : 24.000m3/ngày 30
Hình 3.9 Mô hình trạm xử lý nước thải sinh hoạt Sóc Trăng, công suất: 16.000m3/ngày 30
Hình 3.10 Mô hình trạm xử lý nước thải sinh hoạt Thủ Dầu Một, công suất : 8.000m3/ngày và trạm xử lý nước thải sinh hoạt Lái Thiêu công suất : 11.000m3/ngày 31
Hình4.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 33
Hình 4.2.Sơ đồ công nghệ phương án 2 36
Trang 12DANH MỤC PHỤ LỤC
Trang
Phụ lục 1: TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT 55
P1.1 PHƯƠNG ÁN 1 56
Pl.1.1 Song chắn rác 56
Pl.1.2 Bể thu gom 58
Pl.1.3 Bể điều hòa 60
Pl.1.4 Bể phản ứng 67
Pl.1.5 Bể lắng 1 71
Pl.1.6 Bể Aerotank 75
Pl.1.7 Bể lắng 2 83
Pl.1.8 Bể tiếp xúc khử trùng 88
Pl.1.9 Bể nén bùn 90
Pl.2.2 Bể SBR 100
Pl.2.3 Bể tiếp xúc khử trùng 111
Pl.2.4 Bể nén bùn 114
Phục lục 2: DỰ TOÁN KINH TẾ CHO CÁC PHƯƠNG ÁN 116
PHƯƠNG ÁN 1 116
Pl.2.1.1 Chi phí đầu tư cơ bản T1 116
Pl.2.1.2 Chi phí máy móc thiết bị 117
Pl.2.1.3 Chi phí các phụ kiện và chi phí gián tiếp khác 120
Pl.2.1.4 Chi phí vận hành 120
Pl.2.1.5 Chi phí điện năng tiêu thụ 120
Pl.2.1.6 Chi phí hóa chất 121
Pl.2.1.7 Chi phí bảo trì – bảo dưỡng 121
Pl.2.1.8 Chi phí xử lý 1m3 nước thải : 121
PHƯƠNG ÁN 2 122
Pl.2.2.1 Chi phí đầu tư cơ bản T1 122
Pl.2.2.2 Chi phí máy móc thiết bị 123
Pl.2.2.3 Chi phí các phụ kiện và chi phí gián tiếp khác 125
Trang 13Pl.2.2.4 Chi phí vận hành 126
Pl.2.2.5 Chi phí điện năng tiêu thụ 126
Pl.2.2.6 Chi phí hóa chất 127
Pl.2.2.7 Chi phí bảo trì – bảo dưỡng 127
Pl.2.2.8 Chi phí xử lý 1m3 nước thải : 127
Phục lục 3 BẢN VẼ THIẾT KẾ 128
Trang 14TP Vĩnh Yên trong giai đoạn hiện nay, khi mà nền kinh tế của TP có những bước phát triển mạnh mẽ và vững chắc, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao thì vấn đề môi trường lại trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết Trong đó các vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn cả, các biện pháp để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước mặt, nước ngầm không bị ô nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người là thu gom và xử lý nước thải
Quá trình hình thành các khu đô thị, khu dân cư và công nghiệp ở TP sẽ tạo ra một lượng đáng kể nước thải đô thị bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp TP Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc hiện chưa có trạm xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn vệ sinh môi trường, do hạn chế về tài chính và hình thức tổ chức quản lý nên việc xử lý lượng nước thải sinh hoạt của TP chưa thực sự đạt hiệu quả Việc thải bỏ nước thải một cách bừa bãi và không đảm bảo các điều kiện vệ sinh ở các đô thị và khu công nghiệp là nguồn gốc chính gây ô nhiễm môi trường, làm nảy sinh các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và cuộc sống con người Nguy cơ ô nhiễm môi trường do nước thải sinh hoạt hằng ngày gây ra đang là vấn đề cấp bách đối với hầu hết các đô thị trong cả nước, hầu hết các tỉnh và thành phố
Trang 15chưa có quy hoạch quản lý và xử lý nước thải hợp lý.Chính vì vậy việc xử lý nước thải
là yêu cầu không thể thiếu được của vấn đề vệ sinh môi trường.Nước thải đô thị được thải ra ở dạng ô nhiễm hữu cơ,vô cơ cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải trước khi thải chúng ra môi trường bên ngoài
Do đó tôi chọn đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÀNH PHỐ VĨNH YÊN TỈNH VĨNH PHÚC CÔNG SUẤT 1800 M3/NGÀYĐÊM đểgiải quyết một phần lượng nước thải của thành phố
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Mục tiêu của đề tài là đưa ra phương án xử lý nước thải một cách hợp lý và hiệu quả phù hợp với định hướng phát triển của TP, góp phần cải thiện khắc phục được tình trạng ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ môi trường cũng như bảo vệ đất và nguồn nước mặt khỏi tình trạng ô nhiễm, góp phần vào sự phát triển du lịch và kinh tế của thành phố cũng như các khu vực xung quanh, nâng cao chất lượng đời sống cho con người của
TP nói chung của3 phường Tích Sơn, Ngô Quyền, Đống Đa TP Vĩnh Yên nói riêng
1.3 NỘI DUNG VÀ PHẠM VI THỰC HIỆN
Nội dung thực hiện:
- Khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu về vị trí địa lý, quy mô diện tích và hạ tầng
kỹ thuật của TP Vĩnh Yên, đặc biệt là hiện trạng phát sinh nước thải sinh hoạt tại 3 phường Tích Sơn, Ngô Quyền, Đống Đa
- Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi trường của nước thải và tổng quan về các công nghệ xử lý nước thải đô thị đang được áp dụng
- Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với điều kiện của khu dân cư
- Tính toán thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải
- Dự toán chi phí xây dựng,thiết bị, hóa chất,chi phí vận hành trạm xử lý nước thải
- Thể hiện các công trình xử lý đã tính toán trên các bản vẽ kỹ thuật
Phạmvi thực hiện:
Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho 3
Trang 16Nước thải sinh hoạt đã được xử lý sơ bộ ở hầm tự hoại sau đó dẫn vào trạm xử
lý nước thải công suất 1800m3/ngàyđêm
1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
1.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Nghiên cứu tài liệu về các thiết bị tái sử dụng nước hiện nay
- Nghiên cứu tài liệu về nước thải sinh hoạt và các công nghệ xử lý nước thải
sinh hoạt hiện nay
- Các văn bản pháp luật về môi trường có liên quan
- Các số liệu về hiện trạng môi trường của thành phố
- Nghiên cứu công nghệ và các thiết bị đang áp dụng tại TP
1.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa
- Tiến hành khảo sát thực tế tại TP
- Tìm hiểu thực tế các nguồn phát sinh ô nhiễm, lãng phí tài nguyên
- Quan sát và nắm bắt mặt bằng tổng thể để lựa chọn vị trí phù hợp cho hệ
thống xử lý
1.4.3 Phương pháp phân tích và trình bày báo cáo
- Thống kê và tính toán các số liệu thu thập được
- Sử dụng phần mềm Microsoft Exel để tính toán
- Sử dụng công cụ Word đề soạn thảo văn bản
- Sử dụng phần mềm Autocad để lập bản vẽ thiết kế
1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Đề tài thành công sẽ mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn giúp bảo vệ,
sử dụng hợp lý tài nguyên nước, mang lại hiệu quả kinh tế cho thành phố đồng thời góp phần tham gia bảo vệ môi trường, làm rõ quan điểm coi “chất thải là một nguồn nguyên liệu” phục vụ cho quá trình sản xuất
Ngoài ra, đề tài còn là một ví dụ điển hình cho thấy được hiệu quả kinh tế của quá trình tái sử dụng nước thải, từ đó thu hút sự quan tâm của các công ty, xí nghiệp giúp mô hình tái sử dụng nước thải được nhân rộng, giảm sức ép về ô nhiễm môi trường nói chung, môi trường nước nói riêng
Trang 17Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN, HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TP VĨNH YÊN
2.1.1 Tổng quan Thành phố Vĩnh Yên tỉnh Vĩnh Phúc
Thành phố Vĩnh Yên có hơn 5.080ha diện tích tự nhiên và gần 122.570 nhân khẩu, có 9 đơn vị hành chính gồm các phường Ngô Quyền, Liên Bảo, Tích Sơn, Đồng Tâm, Hội Hợp, Khai Quang, Đống Đa và các xã Định Trung, Thanh Trù
Hiện nay, hầu hết trên địa bàn Tỉnh chưa được đầu tư đồng bộ và hoàn chỉnh khu vực xử lý nước thải tập trung, một số khu vực đô thị mới chỉ được đầu tư xây dựng cống, rãnh thu gom nước thải, các công trình được đầu tư còn nhỏ lẻ, mang tính chắp vá, cục bộ Thành phố không có trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung Ngay
cả các đô thị lớn như thành phố Vĩnh Yên, thị xã Phúc Yên cho đến nay vẫn chưa có
hệ thống thu gom xử lý nước thải tập trung Nước thải mới chỉ được xử lý cục bộ bằng
hệ thống bể tự hoại của các hộ gia đình, sau đó thải trực tiếp ra hệ thống thoát nước thải
Hiện tại 3 phường Tích Sơn, Ngô Quyền, Đống Đa nước thải được tập trung thải trên cùng một hệ thống thoát nước Phạm vi của khóa luận là thiết kế hệ thống xử
lý nước thải phục vụ cho 3 phường trên Hệ thốngxử lý nước tập trung ở phía Đông
Thành phố Vĩnh Yên gồm các phường Tích Sơn, Ngô Quyền, Đống Đa Vị trí nhà
máy xử lý cũng sẽ được đặt trong khu vực này, phụ thuộc vào sự phân định địa hình - địa hình thấp của TP
Những đơn vị chính tạo ra nước thải trong khu vực là Bệnh viện đa khoa Tỉnh Vĩnh Phúc và khu công nghiệp Khai Quang Nước thải từ khu vực này được thu gom
và xử lý tại trạm xử lý cục bộ của khu CN và bệnh viện trước khi được xả vào mạng lưới thoát nước
Trang 18Trong khu vực tổng diện tích hệ thống thu gom xử lý là 744ha.Nhà máy xử lý nước thải sẽ được đặt ở vị trí thấp của TP, thuộc địa phận xã Quất Lưu, huyện Bình Xuyên Nước thải sau khi xử lý sẽ xả ra sông Phan
Địa hình tổng thể của thành phố dốc từ phía Bắc, hình thành nên một dãy đồi nhỏ có độ cao khoảng từ 9-30m, xuống phía Nam nơi có đầm Vạc, các ao hồ và khu vực cánh đồng trũng với chiều cao trung bình từ 6-8m Độ dốc thay đổi từ Tây sang Đông Tại khu vực phía ĐôngThành phố Vĩnh Yên, các cao độ khoảng 11 đến 13 m trong khi khu vực phía Tây có cao độ cao hơn, trong khoảng từ 15 đến 20m
- Nhiệt độ không khí trung bình thay đổi từ 16,30C vào tháng Giêng đến 29,20C vào tháng 7 và nhiệt độ trung bình cả năm là 23,70C
- Độ ẩm: Tại Thành phố Vĩnh Yên, độ ẩm duy trì trên 80% suốt trong năm
- Hướng gió chính là Đông Nam với tuần suất là 34%, hướng Đông Bắc với tần suất là 21%
Niên giám thống kê Tỉnh Vĩnh Phúc 2007 -2010 cho thấy những thông tin cơ bản về khí hậu Bảng dưới đây so sánh nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm trong 4 năm qua
Trang 19Bảng 2.1 Dữ liệu khí tượng của Thành phố Vĩnh Yên trong các năm từ 2008-2010
Trang 202.1.4 Thủy văn, sông ngòi, hệ thống thoát nước
Thành phố Vĩnh Yên đặc trưng bởi các ao hồ thông nhau đảm bảo khả năng thoát nước mưa cho khu vực đô thị Đầm Vạc với thể tích ước tính khoảng 8 triệu m3
và diện tích bề mặt khoảng 225 ha là nguồn tiếp nhận nước chính Đầm Vạc có chức năng lưu giữ và dự trữ nước, giúp điều hòa lưu lượng nước vào mùa khô và mùa mưa Mức nước cao nhất trong suốt mùa mưa xấp xỉ 8,5 – 9,0 m Vào năm 1994 thành phố quyết định duy trì các mức nước Hmax = 7,492m and Hmin = 7,092m
Với chiều dài 31 km và diện tích lưu vực là 87 km2, sông Phan chảy qua Thành phố Vĩnh Yên là nguồn lưu thông nước chính Sông Phan chảy vào đầm Vạc tại phía Tây thành phố vào chảy ra theo hướng Nam
Mương Bến Tre cũng chảy trực tiếp qua Thành phố Vĩnh Yên từ hướng Bắc đến Nam và xả vào đầm Vạc
2.2 CÁC ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI
2.2.1 Về kinh tế
Là trung tâm chính trị, văn hóa, xã hội và kinh tế của tỉnh, gần sân bay quốc tế Nội Bài, Vĩnh Yên có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế - xã hội Trong những năm gần đây, kinh tế Vĩnh Yên đã có bước phát triển vượt bậc Kết quả về kinh
tế ước đạt được (tính đến 31/12/2011) theo từng ngành và lĩnh vực chủ yếu sau:
Công nghiệp- XD:
Giá trị sản xuất ước đạt 6.757,6 tỷ đồng, tăng 20,3% so với cùng kỳ
- GTSX công nghiệp ước đạt 6.089 tỷ đồng, tăng 17,3% so với cùng kỳ, trong đó: + CN quốc doanh ước đạt 8,2 tỷ đồng, tăng 6,2% so với cùng kỳ;
+ CN ngoài quốc doanh ước đạt 2.596,6 tỷ đồng, tăng 10,1% so với cùng kỳ + CN có vốn đầu tư nước ngoài ước đạt 3.484,8 tỷ đồng, tăng 23,3% so với cùng kỳ
- GTSX xây dựng ước đạt 668,6 tỷ đồng, tăng 55,5% so với cùng kỳ
Giá trị gia tăng toàn ngành công nghiệp - XD ước đạt 1.554 tỷ đồng, tăng 21%
so với cùng kỳ
Dịch vụ:
GTSX ngành dịch vụ ước đạt 2.362 tỷ đồng Giá trịgia tăng ngành dịch vụ ước đạt 1.478,5 tỷ đồng, tăng 27,2% so với cùng kỳ
Trang 21 Nông - lâm nghiệp, thuỷ sản:
GTSX ước đạt 104,2 tỷ đồng Giá trị gia tăng toàn ngành ước đạt 60,47 tỷ đồng,
tăng 8% so cùng kỳ
Thu, chi ngân sách nhà nước:
Tổng thu ngân sách thành phố năm 2011 ước đạt: 1.106,908 tỷ đồng, bằng
130% doanh thu tỉnh giao, 108% doanh thu thành phố giao và tăng 34% so với cùng
kỳ Trong đó với thu nội địa 693,835 tỷ đồng bằng 119% doanh và thu tỉnh giao là
92% danh thu thành phố giao và tăng 8% so cùng kỳ
(Nguồn dữ liệu: thông thi giới thiệu điều kiện tự nhiên Vĩnh Yên – Vĩnh Phúc)
Theo dữ liệu thống kê năm 2010, GDP bình quân đầu người của tỉnh là 9,18
triệu/năm vào năm 2009, tăng 24% so với năm trước
Cơ cấu kinh tế Tỉnh Vĩnh Phúc có thể được chia thành 3 nhóm, được trình bày
như bảng dưới đây:
Bảng 2.2 Cơ cấu kinh tế tỉnh Vĩnh Phúc
Thành phần
2008 2009 2010 Sản phẩm
(Triệu.VND)
Tỉ lệ (%)
Sản phẩm (Tr.VND)
Tỉ lệ (%)
Sản phẩm (Tr.VND)
Tỉ lệ (%)
(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc 2010)
Bảng trên cho thấy tổng năng suất hàng năm tăng xấp xỉ 23-24% Ngành công
nghiệp và xây dựng có mức tăng hàng năm là 30-32%, điều đó có nghĩa là cơ cấu kinh
tế đang chuyển từ ngành công nghiệp sơ cấp sang ngành công nghiệp thứ cấp (ngành
công nghiệp chế biến)
Riêng đối với Thành phố Vĩnh Yên, cơ cấu kinh tế được trình bày trong bảng
dưới đây:
Trang 22Bảng 2.3 Cơ cấu kinh tế Thành phố Vĩnh Yên (2011)
Thành phần Tỉ lệ (%)
Nông lâm nghiệp 39 Tiểu thủ công nghiệp 19 Thương mại, dịch vụ và quản lý nhà nước 42
Tổng 100
(Nguồn:Báo cáo đánh giá tình hình kinh tế của tỉnh Vĩnh Phúc)
Phần lớn các hoạt động nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản diễn ra tại các khu
vực ngoại thành Các sản phẩm chủ yếu là gia súc, gia cầm, lúa, ngô…
Thành phố Vĩnh Yên đang phát triển các hoạt động kinh tế hướng vào các
ngành sản xuất công nghiệp và dịch vụ bao gồm các ngành công nghiệp chế biến, xây
dựng, thương mại, nhà hàng, du lịch…Các hoạt động này đang phát triển nhanh chóng
và tập trung chủ yếu ở các khu vực nội thị như Tích Sơn và Ngô Quyền
Hiện nay, thành phố có 1.159 cơ sở sản xuất công nghiệp, trong đó có trên 30
dự án vốn FDI tập trung chính ở hai khu công nghiệp là Khai Quang và Lai Sơn, giải
quyết hàng vạn lao động trên địa bàn và các vùng lân cận với thu nhập bình quân
900.000 đồng/tháng Ngoài ra, còn các cụm phát triển kinh tế nằm rải rác ở các xã,
phường: Tích Sơn, Đồng Tâm, Hội Hợp phục vụ cho các dự án có quy mô vừa và nhỏ
Bên cạnh đó, hoạt động thương mại đa dạng hóa các hoạt động kinh doanh, đầu tư xây
dựng cải tạo các chợ trung tâm thị xã, nâng cấp, hệ thống cơ sở hạ tầng để thu hút đầu
tư vào các dự án lớn như: Khu dịch vụ Trại ổi, khu vui chơi giải trí Nam đầm Vạc, khu
đô thị chùa Hà Tiên, khu du lịch Bắc đầm Vạc…
2.2.2 Về văn hóa, xã hội
Thành phố Vĩnh Yên thuộc trung tâm phía Bắc Việt Nam, cách Hà Nội khoảng
60km về phía Bắc- Đông Bắc Vĩnh Yên là trung tâm hành chính của Tỉnh Vĩnh Phúc
có tổng diện tích bề mặt xấp xỉ là 1371km2 và dân số là hơn một triệu người
Gần 80% dân số của tỉnh sống ở các khu vực nông thôn theo như bảng dưới
đây:
Trang 23(Nguồn: Niên giám thống kê 2011)
Thành phố Vĩnh Yên bao gồm 7 khu vực nội thị và 2 khu ngoại thị Hơn 70% dân số sống trong khu vực nội thị như được
chỉ ra theo bảng dưới đây:
2.3.1 Chất lượng nước TP Vĩnh Yên
Chất lượng nước trong khu vực TP Vĩnh Yên hiện nay đang bị ô nhiễm trầm trọng
Nghiên cứu khả thi chứng minh bằng tác động sinh thái ngày càng tăng của nước thải đối với môi trường thành phố, đặc biệt là tác động vào đầm Vạc, nguồn tiếp nhận nước chính Nguyên nhân là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng như: tắm, giặt giũ, tẩy rửa, vệ sinh cá nhân…chúng được thải
ra từ các gia đình, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ và các công trình công cộng khác mà không có hệ thống xử lý nước thải tập trung
Bảng dưới đây nêu chi tiết các mẫu về chất lượng nướclấy trước khi chảy vàođầm Vạc vào 12/ 2012 Mặc dù hiện tại thông tin này không đủ để kết luận về chất lượng nước nhưng các kết quả này cũng cho thấy các vấn đề về chất lượng nước nói chung
Trang 24Bảng 2.6 Các thông số nước thải cần xử lý
Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào Tiêu chuẩn xã thải
(Nguồn:Báo cáo đánh giá tác động môi trường của TP Vĩnh Yên tỉnh Vĩnh Phúc)
Nhận xét tính chất nước thải của TP Vĩnh Yên Tỉnh Vĩnh Phúc
Tỷ lệ BOD/COD bằng 0,89> 0,5 nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử
Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường
Các chất hữu cơ hoà tan (BOD/ COD): Diễn ra sự khoáng hoá, ổn định chất hữu cơ dẫn đến thiếu hụt oxy hoà trong nước (DO), gây ảnh hưởng đến thủy sinh Nếu
thiếu hụt DO trầm trọng sẽ hình thành điều kiện yếm khí, gây mùi hôi
Các chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho): Hàm lượng cao sẽ gây ra hiện tượng
phú dưỡng hoá, kích thích sự phát triển của tảo, rong rêu, làm bẩn nguồn nước
Chất rắn lơ lửng (SS): Làm đục nước, mất mỹ quan
Vi sinh vật gây bệnh: Lan truyền các bệnh trong môi trường nước như: thương
hàn, tả lị…, gây ra những trận dịch, ảnh hưởng đến sức khỏe con người
2.3.2 Mạng lưới thoát nước hiện trạng
Mạng lưới thoát nước mưa
Mạng lưới thoát nước mưa Thành phố Vĩnh Yên phụ thuộc chủ yếu vào hệ thống các ao hồ trong đó nguồn tiếp nhận nước chính là sông Phan Các mương thoát
7
10
4
Trang 25nước đường phố tập trung nước mưa về phía các điểm xả chảy vào hệ thống ao hoặc chảy vào các kênh thoát nước chính bao gồm kênh Bến Tre
Công ty quản lý và dịch vụ đô thị chịu trách nhiệm vận hành và bảo trì mạng lưới thoát nước mưa hiện trạng
Tình trạng lụt lội thường xảy ra tại một số vị trí nhất định trong thành phố Hệ thống thoát nước mưa của thành phố Vĩnh Yên đang phát triển do có các khu vực mới được phát triển với việc xây dựng các mương thoát nước mưa ven đường
Quá trình đô thị hóa sẽ tiếp tục ảnh hưởng mạnh mẽ đến mạng lưới thoát nước hiện trạng tại thành phố Vĩnh Yên Hiện nay mạng lưới thoát nước mưa ở TP đang nâng cấp để hoàn thiện hơn
Mạng lưới thoát nướccủa thành phố
Hệ thống thoát nước thải hiện tại có thể được xác định là hệ thống cống chung thoát nước thải, chủ yếu ở trung tâm thành phố cũ và đưa đến các điểm xả Hệ thống mương cống chủ yếu tập trung ở các khu vực nội thị và được đặt trên các trục đường chính Kích thước mương có đặc điểm chiều ngang rộng, nhưng độ sâu chỉ đạt 30-50
cm, quá nhỏ không đảm bảo thoát nước Về cuối nguồn, kích thước mương cống cần phải lớn hơn nhưng hiện nay các đoạn mương, cống đều có kích thước như nhau vì vậy thường bị ngập úng Hệ thống cống chung tại khu vực đô thị đã hình thành tương đối ổn định nhưng do thời gian và không được nạo vét thường xuyên nên đã xuống cấp nghiêm trọng, các khu đô thị mới đã được quy hoạch xây dựng hệ thống thoát nước riêng nhưng còn đang trong quá trình xây dựng
Các hộ gia đình đấu nối ống nước thải trực tiếp tới hệ thống thoát nước hoặc đấu nối vào các mương thoát nước được đặt phía sau nhà Các hộ gia đình ở gần các
ao, hồ xả trực tiếp vào nguồn tiếp nhận nước Hầu hết các hộ gia đình được trang bị các bể tự hoại
Việc quản lý và bảo trì mạng lưới hiện trạng gặp khó khăn do một số đoạn đã rất cũ Thêm vào đó là do thói quen của người dân (vứt rác ngoài đường, lấp các cửa thu nước để tránh mùi) gây ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình hoạt động của hệ thống
Hiện tại, thành phố có khoảng 70km cống thoát nước,chiếm tỷ lệ 60% theo
Trang 26hệ thống thoát nước các công trình hai bên đường còn các khu dân cư nhà vườn hiện nay không có cống thoát ra đường chính gây ra ngập úng cục bộ
Hiện tại, toàn bộ nước thải được xả trực tiếp vào các ao, hồ do không có trạm
xử lý nước thải đô thị tại Thành phố Vĩnh Yên Tuy nhiên, hầu hết tất cả các hộ gia đình điều sử dụng bể tự hoại Bùn lắng đặc trong các bể tự hoại được xả sạch trong thời gian 2-3 năm/ lần bằng các xe hút hầm cầu Trong khi đó phần nước thải (chủ yếu
là nước màu xám) được thấm vào nước ngầm hoặc được xả trực tiếp vào hệ thống thoát nước hiện trạng là các ao, hồ
Việc xả nước thải mà không qua kiểm soát (trực tiếp hoặc không qua hệ thống thoát nước) gây tác động tổng thể vào môi trường thành phố và đặc biệt tác động đến toàn bộ chất lượng nước đầm Vạc, nguồn tiếp nhận nước chính Chất lượng nước bị ảnh hưởng là do việc xả nước của các hộ dân
Tìm hiểu sơ đồ mạng lưới mươngcống hiện trạng cùng với công ty quản lý và dịch vụ đô thị Thành phố Vĩnh Yên Khảo sát thực địa đối với bản đồ mạng lưới cống hiện trạng được tóm lược như sau:
- Tổng chiều dài hệ thống cống chung hiện trạng là 75,42 km trong đó 58,78
2.3.3 Hiện trạng xử lý nước thải
Thành phố không có trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung Nước thải của các
hộ gia đình chỉ được xử lý sơ bộ qua bể tự hoại Hầu hết các gia đình tại Thành phố Vĩnh Yên được lắp đặt bể tự họai Thêm vào đó sự hoạt động thường xuyên của các xe hút hầm cầu trong khu vực thành phố để thu gom chất lắng cặn cũng chưa thống kê đầy đủ, không có hệ thống xử lý cặn lắng cuối cùng và cặn lắng này được sử dụng trực tiếp làm phân bón mà không thực hiện quá trình ủ trước
Trang 27Theo báo cáo đánh giá hiện trạng môi trường Tỉnh Vĩnh Phúcnăm 2010 thì nhìn chung nước thải ở các cống thải thuộc Thành phố Vĩnh Yên đều chứa hàm lượng khá cao tác nhân gây ô nhiễm Các chỉ tiêu như hàm lượng BOD5 đều không đạt tiêu chuẩn nước thải loại C Các chỉ tiêu hàm lượng chất rắn lơ lửng, COD đều không đạt tiêu chuẩn nước thải loại B Các chỉ tiêu pH, nhiệt độ, Fe, Nitơ đạt tiêu chuẩn loại B
Như vậy có thể nói nước thải của thành phố rất ô nhiễm Hiện tại các nguồn thải
có lưu lượng thải không lớn so với lưu lượng của sông Phan nên chất lượng nước sông chưa bị ảnh hưởng đáng kể Tuy nhiên thời gian tới khi mật độ dân cư cao hơn, lượng nước thải của thành phố sẽ ngày càng lớn nên cần phải tổ chức xây dựng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hợp lý hơn
Những đơn vị lớn tạo ra nước thải trong khu vực là Bệnh viện đa khoaTỉnh Vĩnh Phúc và khu công nghiệp Khai Quang Nước thải từ khu vực này được thu gom
và xử lý tại trạm xử lý nước thải cục bộ trước khi được xả vào mạng lưới thoát nước
Khu công nghiệp Khai Quang nằm trong TP Vĩnh Yên,
Có diện tích là 176 ha.Những ngành công nghiệp chính là: may mặc, lắp đặt xe hơi Hiện tại khu CN đã có hệ thống xử lý nước thải cục bộ, nước thải thực tế mà các khu công nghiệp xử lý là 1500 m3/ngày
Quy trình xử lý nước thải:
Song chắn rác bể tiếp nhận bể điều hòa bể lắng sơ cấpbể aroten bể lắng thứ cấpbể khử trùng, bể chứa bùn, bể nén bùn
Thông số chất lượng nước xả thải
pH = 7.5, SS = 28 mg/l, BOD = 6.5 mg/l, COD = 21 mg/l
Nước sau khi xử lý trong khu công nghiệp xả vào khu ruộng lúa xung quanh
Bệnh viện đa khoa Vĩnh Phúc, bệnh viện gồm 550 giường bệnh Nước thải
tạo ra theo ước tính 0,5m3/ngày/giường Bệnh viện được trang bị mạng lưới cống thoát nước thải và nước mưa riêng biệt Nước thải được xử lý tại một trạm xử lý nước thải vận hành từ năm 2007 Công suất của trạm là 400 m3/ngày Chất lượng nước xả:
pH = 7.5, SS ≤50 mg/l, BOD ≤ 30 mg/l, COD ≤ 50 mg/l
Nước được xử lý được xả vào một hồ lớn phía ngoài khu vực bệnh viện
Trang 28Chương 3 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.1 ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI SINH HOẠT
3.1.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng như:tắm,giặt giũ,tẩy rửa,vệ sinh cá nhân…chúng được thải ra từ các gia đình,cơ quan,trường học,bệnh viện,chợ và các công trình công cộng khác.Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số,tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước
3.1.2 Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt:
Nước thải sinh hoạt gồm 2 loại:
Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt như:cặn bã từ nhà bếp,các chất rửa trôi và các chất tẩy rửa
Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu cơ dể bị phân hủy sinh học,ngoài ra cũng có các thành phần vô cơ,vi sinh vật và vi trùng gây bệnh.Chất hữu cơ chứa trong nước thải bao gồm các hợp chất như protein (40-50%),hydrat cacbon (40-50%).Nồng
độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô.Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học.Ở những khu dân cư đông đúc,điều kiên vệ sinh thấp kém nước thải sinh hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng
Trang 29Hình 3.1 Thành phần các chất trong nước thải sinh hoạt
(Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp- Lâm Minh Triết chủ biên)
Chất hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 50-60% tổng các chất bao gồm các chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau quả, giấy và các chất hữu cơ động vật: chất bài tiết của người và động vật, xác động vật, Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (40-50 %),hydrat cacbon (40-50%) gồm tinh bột, đường, xenlulô và các chất béo (5-10 %) Urê cũng là chất hữu
cơ quan trọng trong nước thải sinh hoạt Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt dao động trong khoảng 150÷450 mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40 % chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu: Cát, đất sét, các axit, bazơ vô cơ, dầu khoáng,
Trong nước thải có nhiều dạng vi sinh vật:Vi khuẩn, virut, nấm, rong tảo, trứng giun sán, Trong số các dạng vi sinh vật đó có thể có cả vi trùng gây bệnh, ví dụ: lỵ, thương hàn, có khả năng gây thành dịch bệnh Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật thuộc nhóm các chất hữu cơ
Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt từ các ngôi nhà hoặc
Nước thải sinh hoạt
Cát Muối Kim loại
Trang 30Bảng 3.1 Tải lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt
Thông số Tải lượng, g/ người ngày Nồng độ * , mg/l
3.1.3 Bảo vệ nguồn nước mặt khỏi sự ô nhiễm do nước thải:
Ô nhiễm nguồn nước mặt chủ yếu là do tất cả các dạng nước thải chưa qua xử
lý vào nguồn nước làm thay đổi các tính chất hóa lý và sinh học của nguồn nước.Sự có mặt của các chất độc hại xả vào nguồn nước sẽ làm phá vở cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước và kiềm hãm quá trình tự làm sạch củanước
Biện pháp được coi là hiệu quả nhất để bảo vệ nguồn nước là:
- Hạn chế số lượng nước thải ô nhiễm xả vào nguồn nước
- Giảm thiểu nồng độ ô nhiễm trong nước thải theo quy định bằng cách áp dụng công nghệ xử lý phù hợp đủ tiêu chuẩn xả ra nguồn nước.Ngoài ra việc nghiên cứu áp dụng công nghệ sử dụng lại nước thải trong chu trình kín có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
Trang 313.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI:
Song chắn rác và lưới chắn rác:
Song chắn rác
Làm nhiệm vụ giữ lại các chất kích thước lớn thường có nguồn gốc hữu cơ được gọi chung là rác.Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác,sau khi được nghiền nhỏ sẽ được đưa lại trước sông chắn rác hoặc chuyển tới bể phân hủy cặn Bảo
Trang 32)
Lấy rác ckhí
2: Phân loạ
rác cơ giớ
Song chắn
Song chắn anh, song cảng cách giảng cách g
Loại chắn
Tinh (5-25mm
nh từ: 60 ÷anh từ: 10 ÷
Trung (26-29
Di
: động
Trang 33Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong nước thải để đảm bảo cho các thiết bị và công trình xử lý tiếp theo Kích thước tối thiểu của rác được giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách giữa các thanh kim loại của song chắn rác
Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực của dòng chảy người ta phải thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cào rác thủ công hoặc cơ giới Tốc độ nước chảy (v) qua các khe hở nằm trong khoảng (0,65m/s ≤ v ≤ 1m/s) Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng khe hở của các song thay đổi
Song chắn rác với cào rác thủ công chỉ dùng ở những trạm xử lý nhỏ có lượng rác < 0,1m3/ngàyđêm Khi rác tích lũy ở song chắn, mỗi ngày vài lần người ta dùng cào kim loại để lấy rác ra và cho vào máng có lổ thoát nước ở đáy rồi đổ vào các thùng kín để đưa đi xử lý tiếp tục Song chắn rác với cào rác cơ giới hoạt động liên tục, răng cào lọt vào khe hở giữa các thanh kim loại, cào được gắn vào xích bản lề ở hai bên song chắn rác có liên hệ với động cơ điện qua bộ phận truyền động Khi lượng rác được giữ lại lớn hơn 0,1 m3/ngàyđêm và khi dùng song chắn rác cơ giới thì phải đặt máy nghiền rác Rác nghiền được cho vào hầm ủ Biogas hoặc cho về kênh trước song chắn Khi lượng rác trên 1tấn/ngàyđêm cần phải thêm máy nghiền rác dự phòng Việc vận chuyển rác từ song đến máy nghiền phải được cơ giới hóa
Hiện nay ở một số nước trên thế giới người ta còn dùng máy nghiền rác (communitor) để nghiền rác có kích thước lớn thành rác có kích thước nhỏ và đồng nhất để dễ dàng cho việc xử lý ở các giai đoạn kế tiếp Tuy nhiên nếu lắp đặt máy nghiền rác trước bể lắng cát nên chú ý là cát sẽ làm mòn các lưỡi dao và sỏi có thể gây kẹt máy Mức giảm áp của dòng chảy biến thiên từ vài inches đến 0,9 m
Lưới chắn rác
Lưới chắn rác dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần quý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0mm
Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa
Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ
Trang 34hệ thống.Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi cát sau đó có thể tận dụng lại cho mục đích xây dựng
Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải Trong nước thải, bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này Vì vậy trong các trạm xử lý nhất thiết phải có bể lắng cát
Bể lắng cát thường được đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau song chắn
có lợi cho việc quản lý bể lắng cát hơn Trong bể lắng cát các thành phần cần loại bỏ lắng xuống nhờ trọng lượng bản thân của chúng Ở đây phải tính toán thế nào để cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần giữ lại sẽ lắng xuống còn các chất lơ lửng hữu cơ khác trôi đi
Chú ý thời gian lưu tồn nước nếu quá nhỏ sẽ không bảo đảm hiệu suất lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng Các bể lắng thường được trang bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên đường ray để cơ giới hóa việc
xả cặn.Có ba loại bể lắng cát chính: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy (dạng chữ nhật hoặc vuông), bể lắng cát có sục khí hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy (bể lắng cát ly tâm)
Trang 36Sân phơi cát
Cặn xả ra từ bể lắng cát còn chứa nhiều nước nên phải phơi khô ở sân phơi cát hoặc hố chứa cát đặt ở gần bể lắng cát Chung quanh sân phơi cát phải có bờ đắp cao 1~ 2m Kích thước sân phơi cát được xác định với điều kiện tổng chiều cao lớp cát h chọn bằng 3 ~ 5 m/năm Cát khô thường xuyên được chuyển đi nơi khác Khi đất thấm tốt (cát, á cát) thì xây dựng sân phơi cát với nền tự nhiên Nếu là đất thấm nước kém hoặc không thấm nước (á sét, sét) thì phải xây dựng nền nhân tạo Khi đó phải đặt hệ thống ống ngầm có lỗ để thu nước thấm xuống Nước này có thể dẫn về trước bể lắng cát
Bể điều hòa:
Lưu lượng và chất lượng nước thải từ cống thu gom chạy về trạm xử lý nước thải,đặc biệt đối với dòng thải công nghiệp và nước mưa thường xuyên dao động theo thời gian trong ngày, khi xây dựng bể điều hòa có thể đảm bảo cho các công trình xử
lý làm việc ổn định và đạt được giá trị kinh tế
Bể lắng I:
Bể lắng I làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước và chất lơ lững nặng hơn sẽ lắng xuống đáy còn chất lơ lững nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước, dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng
và váng nổi lên công trình xử lý cặn.Hàm lượng chất lơ lững sau bể lắng đợt I cần đạt
Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải 60% tạp chất không hòa tan và 20% BOD
Về nguyên tắc xử lý cơ học là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi xử lý tiếp theo
Trang 373.4.2 Phương pháp xử lý hóa học:
Thực chất của phương pháp hóa học là đưa vào nước thải một chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn,biến đổi hóa học và tạo cặn lắng hoặc tạo các dạng chất hòa tan nhưng không độc hại,không gây ô nhiễm môi trường.Theo giai đoạn và mức độ xử lý, phương pháp hóa học có tác dụng tăng cường quá trình xử lý cơ học hoặc sinh học.Những phản ứng diễn ra trong quá trình này có thể là phản ứng oxy hóa khử,các phản ứng kết hợp tạo tủa,phản ứng trung hòa,phản ứng phân hủy các chất độc hại
Phương pháp trung hòa:
Dùng để đưa môi trường nước thải có chứa acid vô cơ hoặc kiềm về trạng thái trung tính pH = 6.5 – 8.5.Phương pháp này có thể thực hiện bằng nhiều cách: trộn lẫn nước thải chứa acid và chứa kềm, bổ sung thêm tác nhân hoá học, lọc nước qua lớp vật liệu lọc có tác dụng trung hoà, hấp thụ khí chứa acid bằng nước thải chứa kềm,…nước thải của một số ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, do quá trình công nghệ có thể chứa acid hoặc bazơ có khả năng gây ăn mòn vật liệu, phá vỡ các quá trình sinh hóa của các công trình xử lý sinh học, đồng thời gây ra các tác hại khác, do đó cần thực hiện quá trình trung hòa nước thải
Các phương pháp trung hòa bao gồm:
- Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm,
- Trung hòa dịch thải có tinh acid, dùng các loại chất kiềm như:NaOH, KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như: CaCO3, dolomit…
- Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid
Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố:
- Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng
- Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa học
Phương pháp keo tụ:
Dùng để làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ(phèn)
và các chất trợ keo tụ để liên kết các chất rắn ở dạng lơ lửng và keo có trong nước thải thành những bông có kích thước lớn hơn
Trang 38Phương pháp đông tụ - keo tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương, độ bền tập hợp bị phá hủy, hiện tượng lắng xảy ra
Sử dụng đông tụ hiệu quả khi các hạt keo phân tán có kích thước 1-100µm Để tạo đông tụ, cần có thêm các chất đông tụ như:
+ Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 200C
là 362 g/l, pH tối ưu từ 4.5-8
+ Phèn sắt FeSO4.7H2O Độ hòa tan của phèn nhôm trong nước ở 200C là 265 g/l Quá trình đông tụ bằng phèn sắt xảy ra tốt nhất ở pH >9
+ Các muối FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O, MgCl2.6H2O, MgSO4.7H2O…
Phương pháp ozone hóa:
Là phương pháp xử lý nước thải có chứa các chất vô cơ dạng hòa tan và dạng keo bằng ozone.Ozone dễ dàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ
Phương pháp điện hóa:
Có tác dụng phá hủy các tạp chất độc hại có trong nước thải bằng cách oxy hóa điện hóa trên cực anode hoặc dùng để thu hồi các chất kim loại quý
(đồng,chì,sắt…)Thông thường hai nhiệm vụ trên được giải quyết đồng thời
Phương pháp xử lý hóa học thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp.Tùy thuộc vào từng điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp này có thể thực hiện ở giai đoạn sơ bộ ban đầu hay có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng của quy trình xử lý
3.4.3 Phương pháp hóa lý:
Trong dây chuyền công nghệ xử lý, công đoạn xử lý hóa lý thường được áp dụng sau công đoạn xử lý cơ học phương pháp xử lý hóa lý bao gồm các phương pháp hấp phụ, trao đổi ion, trích ly, chưng cất, cô đặc, lọc ngược Phương pháp hóa lý được sử dụng để loại khỏi dịch thải các hạt lơ lửng phân tán, các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, có nhiều ưu điểm như:
+ Loại được các hợp chất hữu cơ không bị oxy hóa sinh học
+ Không cần theo dõi các hoạt động của vi sinh vật
+ Có thể thu hồi các chất khác nhau
+ Hiệu quả xử lý cao và ổn định hơn
Tuyển nổi
Trang 39Là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha khí - nước và xảy ra khi có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia, đồng thời cũng do các hiện tượng thấm ướt bề mặt xuất hiện theo chu vi thấm ướt ở những nơi tiếp xúc khí - nước
+ Tuyển nổi dạng bọt: Được sử dụng để tách ra khỏi nước thải các chất không tan và làm giảm một phần nồng độ của một số chất hòa tan
+ Phân ly dạng bọt: Được ứng dụng để xử lý các chất hòa tan có trong nước thải, ví dụ như chất hoạt động bề mặt
Ưu điểm: Phương pháp tuyển nổi là có thể thu cặn với độ ẩm nhỏ, có thể thu tạp chất Phương pháp tuyển nổi được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như: tơ sợi nhân tạo, thực phẩm
Hình 3.6 Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn
Trích ly
Tách các chất bẩn hoà tan ra khỏi nước thải bằng cách bổ sung một chất dung môi không hoà tan vào nước, nhưng độ hoà tan của chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước
Trang 40silicagen, keo nhôm, đất sét hoạt tính, và các chất hấp phụ này còn có khả năng tái sinh để tiếp tục sử dụng
Chưng bay hơi
Là chưng nước thải để các chất hoà tan trong đó cùng bay hơi lên theo hơi nước Khi ngưng tụ, hơi nước và chất bẩn dễ bay hơi dễ hình thành các lớp riêng biệt
và do đó dễ dàng tách các chất bẩn ra
Trao đổi ion
Là phương pháp thu hồi các Kation và Anion bằng các chất trao đổi ion Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu lọc nhân tạo.Chúng không hoà tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion
Trên cơ sở đó có thể phân loại như sau:
- Quá trình sinh học hiếu khí
- Quá trình sinh học kỵ khí
Ngoài ra còn có 2 quá trình phụ
- Quá trình thiếu khí
- Quá trình tuỳ nghi
Các công trình xử lý sinh học phân thành 2 nhóm:
Nhóm các công trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên:hồ sinh vật,hệ thống xử lý bằng thực vật nước,cánh đồng tưới,cánh đồng lọc,đất ngập nước,bãi lọc ngầm…