ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM HUY BẰNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

PHẠM HUY BẰNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

PHẠM HUY BẰNG KHÓA 2014-2016

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH

Chuyên nghành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng đô thị

Mã số: 60.58.02.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS VŨ VĂN HIỂU

Hà nội - 2016

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Mục lục

Danh mục các bảng, biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài: 1

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:……… 1

Mục đích nghiên cứu: 2

Phương pháp nghiên cứu: 2

Các khái niệm, thuật ngữ 2

NỘI DUNG 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ THU GOM, XỬ LÝ BÙN CẶN Ở THÀNH PHỐ VINH 5

1.1. Khái quát về thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 5

1.1.1.Vị trí địa lý: 5

1.1.2.Điều kiện tự nhiên: 5

1.1.3.Đặc điểm kinh tế xã hội: 7

1.1.4.Đặc điểm về cơ sở hạ tầng: 10

1.2. Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải từ hệ thống thoát nước thành phố Vinh 15

1.2.1.Hiện trạng thoát nước thành phố Vinh 15

1.2.2.Hiện trạng xử lý nước thải: 20

1.3. Hiện trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước thành phố Vinh 22 1.3.1.Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ công trình vệ sinh 22 1.4 Thực trạng thoát nước, xử lý nước thải trên lưu vực kênh Bắc 25 1.5 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn trên lưu vực thoát nước kênh Bắc 26 1.5.1 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ công trình vệ sinh 26 1.5.2 Thực trạng nạo vét thu gom, xử lý bùn cặn từ mạng lưới cống thu gom, kênh thoát nước thải lưu vực kênh Bắc 29 1.5.3 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ trạm xử lý cuối kênh Bắc 30 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, PHÁP LÝ VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC THU GOM, XỬ LÝ BÙN CẶN TỪ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 32 2.1 Cơ sở khoa học 32 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh bùn cặn: 32 2.1.2 Đặc điểm số lượng, thành phần và tính chất bùn thải hệ thống thoát nước đô thị……… 35 2.1.3 Nguyên tắc, mục đích thu gom xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước 41 2.1.4 Quá trình thu gom và xử lý bùn cặn trong trạm xử lý nước 42 2.1.5 Các phương pháp xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước 47 2.1 Cơ sở pháp lý về việc thu gom và xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước:

……… 48 2.2.1 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải 48 2.2.2.Thông tư Số: 04/2015/TT-BXD: Hướng dẫn thi hành một số điều của Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/8/2014 của Chính phủ về thoát nước

và xử lý nước thải: 54 2.2.3 Quyết định số 22/2015/QĐ-UBND ban hành quy định về thoát nước,

xử lý nước thải trên địa bàn tỉnh Nghệ An 56 2.2 Thực tiễn về thu gom và xử lý bùn cặn ở Việt Nam 57

2.3.1 Thực tiễn về thu gom và xử lý bùn cặn từ bể tự hoại ở Hải Phòng 57

2.3.2 Thực tiễn thu gom, xử lý từ hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh 61

2.3.3 Thực tiễn xử lý bùn cặn từ trạm xử lý nước thải ở thành phố Đà Lạt: 64 CHƯƠNG 3: BIỆN PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TỪ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KÊNH BẮC, THÀNH PHỐ VINH 70

3.1 Vai trò của lưu vực thoát nước kênh Bắc đối với hệ thống thoát nước thành phố Vinh 70

3.2 Đặc điểm tính chất, thành phần bùn cặn ở lưu vực thoát nước kênh Bắc ……… 71

3.2.1 Đặc điểm, tính chất, thành phần, số lượng bùn cặn bể tự hoại 71

3.2.2 Đặc điểm tính chất, thành phần bùn cặn cống, mương thoát nước lưu vực kênh Bắc 73

3.3 Biện pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh 76

3.3.1 Giải pháp, thu gom, xử lý bùn cặn từ bể tự hoại 79

3.3.2 Giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ cống, kênh mương thoát nước 83

3.4 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lí bùn, thu hồi khí mê tan: 87

3.4.1 Tiền xử lí bùn trước phân hủy kỵ khí: 87

3.4.1 Xử lí kết hợp bùn với các dòng chất thải giàu hữu cơ khác 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89

Kết luận: 89

Kiến nghị: 90 PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Phụ lục 2: Bản đồ quy hoạch mặt bằng sử dụng đất thành phố vinh đến năm

2025

Phụ lục 3: Tổng mặt bằng trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc

Phụ lục 4: Cao trình thủy lực trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc

Phụ lục 5: Cống thu gom nước thải Đoạn 1 kênh Bắc

Phụ lục 6: Đầu đoạn 1 kênh Bắc

Phụ lục 7: Đoạn 2 kênh Bắc

Phụ lục 8: Hồ điều hòa cuối kênh Bắc

Phụ lục 9: Kênh dẫn nước từ hồ điều hòa về Trạm xử lý nước cuối kênh Bắc Phụ lục 10: Trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu khoa học trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng

Tác giả

Phạm Huy Bằng

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Vũ Văn Hiểu

đã hướng dẫn nhiệt tình, cung cấp nhiều tài liệu có giá tri khoa học, thực tiễn

cao để tác giả hoàn thành được luận văn một cách tốt nhất

Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo TS Nguyễn Hữu Thủy, Ths Nguyễn Thành Công đã dành thời gian trao đổi, thảo luận, cung cấp cho

tác giả những tài liệu, kiến thức quý giá để tác giả hoàn thành được luận văn

Xin cảm ơn khoa Sau Đại Học trường đại học Kiến Trúc Hà Nội đã tạo

điều kiện để tôi hoàn thành khóa học

Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn gia đình luôn là hậu phương vững chắc,

tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành quá trình học tập và thực hiện được luận

văn này

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

HTTN Hệ thống thoát nước

TXL Trạm xử lý

MLTN Mạng lưới thoát nước

TT Thông tư

NĐ Nghị định

BOD5 Nhu cầu oxy cho quá trình sinh hóa sau 5

ngày CCN Cụm công nghiệp

BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày

COD Nhu cầu oxy hóa học

XLNT Xử lý nước thải

CHP Hệ thống nhiệt điện kết hợp

CAS Công nghệ bùn hoạt tính truyền thống

TSS Tổng lượng chất rắn lơ lửng

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT

Số

1 Bảng 1.1 Diện tích, dân số, mật độ phường, xã thuộc thành phố

Vinh

2 Bảng 1.2 Tỷ lệ hộ dân sử dụng công trình vệ sinh ở thành phố

Vinh

3 Bảng 1.3 Tỷ lệ hộ dân sử dụng công trình vệ sinh ở lưu vực kênh

Bắc

4 Bảng 2.1 Thành phần cơ giới của các loại bùn cặn

5 Bảng 2.2 Thành phần hữu cơ của bùn cặn trong mạng lưới thoát

nước

6 Bảng 2.3 Thành phần chất dinh dưỡng và chất kim loại nặng trong

bùn

7 Bảng 2.4 Thành phần bùn cặn nước thải trong trạm xử lý nước

thải

8 Bảng 2.5 Một số chỉ tiêu nước thải và bùn cặn ở Đà Lạt

9 Bảng 2.6 Bảng thành phần chất lượng phân hữu cơ Bio Gro

DANH MỤC CÁC HÌNH

TT Số

1 1.1 Sơ đồ thoát nước thải thành phố Vinh

2 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải trong trạm xử lý cuối

kênh Bắc

3 1.3 Sơ đồ công nghệ xử lý bùn trong trạm xử lý cuối kênh

Bắc

4 2.1 Sơ đồ nguồn gốc và phát sinh bùn thải

5 2.2 Sơ đồ cấu trúc dòng chảy nước thải

6 2.3 Sơ đồ quá trình xử lý bùn cặn trong trạm xử lý

7 2.4 Sơ đồ nguyên tắc xử lý bùn cặn trong nước thải đô thị

8 2.5 Sơ đồ phương pháp xử lý bùn cặn

Hải Phòng

BioGro

11 3.1 Sơ đồ hiện trạng thu gom bùn cặn từ lưu vực kênh

Bắc

12 3.2 Giải pháp thu gom và xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát

nước kênh Bắc(1)

13 3.3 Giải pháp thu gom và xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát

nước kênh Bắc(2)

14 3.4 Sơ đồ khu xử lý bùn cặn lưu vực kênh Bắc

1

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài:

Thành phố Vinh là một đô thị phát triển nhanh chóng trong khu vực miền Trung Sự phát triển nhanh chóng của thành phố tạo ra sức ép lên hệ thống

cơ sở hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống thoát nước, vệ sinh môi trường nước Mặc dù vấn đề thoát nước, xử lý nước thải của thành phố đã được đầu

tư nhưng chưa đáp ứng được yêu cầu Một trong những vấn đề chưa đáp ứng được yêu cầu đó là lượng bùn cặn phát sinh ra từ hệ thống thoát nước thành phố chưa được thu gom và xử lý triệt để

Bùn cặn phát sinh từ nhà vệ sinh, mạng lưới thoát nước, kênh mương ao

hồ, trạm xử lý nước thải nếu không được thu gom và xử lý đúng quy định, theo tiêu chuẩn thì sẽ tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng, hiệu quả làm việc của hệ thống thoát nước, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và cảnh quan đô thị

Do đó theo quan điểm cá nhân thì đề tài: “Đề xuất giải pháp thu gom và

xử lý bùn cặn trên hệ thống thoát nước thành phố Vinh” là một đề tài cấp thiết, có ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: `

Ý nghĩa khoa học:

Trong luận văn này tác giả sẽ đưa ra những giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh đạt tiêu chí về kỹ thuật, công nghệ Có thể áp dụng cho các lưu vực khác trong thành phố Vinh

Ý nghĩa thực tiễn:

Trên cơ sở những giải pháp đó sẽ lựa chọn được biện pháp thu gom và xử

lý bùn cặn trên lưu vực thoát nước theo kênh Bắc, thành phố Vinh Ý nghĩa thực tiễn là đảm bảo chế độ làm việc của hệ thống thoát nước thành phố, đảm bảo vệ sinh môi trường sống cho thành phố

2

Mục đích nghiên cứu:

Đề xuất được giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn phát sinh từ hệ thống thoát

nước thành phố đảm bảo hệ thống thoát nước thành phố Vinh hoạt động hiệu

quả, giảm thiểu ô nhiễm do bùn cặn chưa được thu gom, xử lý

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Biện pháp thu gom, xử lý bùn cặn

Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh

Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập các dữ liệu

Phương pháp tổng hợp, phân tích dữ liệu

Phương pháp kế thừa các nghiên cứu đã được công nhận

Các khái niệm, thuật ngữ

Hệ thống thoát nước đô thị: là tổ hợp bao gồm các công trình thiết bị và

giải pháp kỹ thuật để thực hiện thu gom, vận chuyển, truyền tải, điều hòa, và

xử lý nước thải

Các công trình trên hệ thống thoát nước bao gồm: thiết bị thu gom nước,

mạng lưới đường ống thu gom, vận chuyển nước, kênh mương thoát nước,

hồ điều hòa, trạm bơm thoát nước, công trình xử lý nước thải tại chỗ, trạm

xử lý nước thải tập trung

Bùn cặn hay bùn thải là bùn vô cơ hoặc hữu cơ thu gom từ các bể tự hoại,

mạng lưới thu gom và chuyển tải, hồ điều hòa, kênh mương, cửa thu, giếng

thu nước mưa, trạm bơm nước mưa, nước thải, cửa xả và nhà máy xử lý

nước thải

Mạng lưới thoát nước: Tổ hợp các công trình, thiết bị có nhiệm vụ thu

gom, vận chuyển nước thải

3

Trạm xử lý: Tổ hợp các công trình có nhiệm vụ tiếp nhận, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Bể tự hoại: Công trình xử lý nước thải kỵ khí cho hộ gia đình, khu dân cư quy mô nhỏ

Công trình vệ sinh: là nhà vệ sinh gia đình, công cộng, tập thể, cơ quan, công ty

Nước thải sinh hoạt: Là nước thải ra từ chậu rửa, bồn tắm, xí, tiểu… chứa nhiều chất bẩn hữu cơ và vi trùng

Nước thải sản xuất: Là nước thải ra sau quá trình sản xuất

Nước mưa: là nước sau khi rơi xuống chảy trên bề mặt các đường phố, quảng trường khu dân cư và xí nghiệp công nghiệp bị nhiễm bẩn

Hệ thống thoát nước chung: là hệ thống thoát nước mà tất cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất và mưa ) xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến công trình xử lý

Hệ thống thoát nước riêng: có hai hay nhiều mạng lưới riêng biệt: một dùng để vận chuyển nước bẩn nhiều, khi xả vào nguồn cho qua xử lý Một dùng để vận chuyển nước bẩn ít hơn thì cho xả thẳng ra nguồn

Hệ thống thoát nước riêng không hoàn toàn (nửa riêng) là có hệ thống cống ngầm để thoát nước sinh hoạt và nước sản xuất được quy là bẩn, còn nước mưa và nước sản xuất quy ước là sạch chảy theo mương máng lộ thiên

4

Cấu trúc luận văn:

Ngoài phần MỞ ĐẦU và KẾT LUẬN, luận văn có phần NỘI DUNG bao gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thoát nước và thu gom, xử lý bùn cặn ở thành phố Vinh

Chương 2: Cơ sở khoa học, pháp lý và thực tiễn về việc thu gom, xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước

Chương 3: Biện pháp thu gom và xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Việt Anh (2012), Bể tự hoại và bể tự hoại cải tiến, NXB Xây Dựng, Hà Nội

2 Nguyễn Việt Anh-Vũ Thị Hoài Ân, (2015), Xử lý, ổn định bùn cặn từ các trạm xử

lý nước thải theo hướng tái tạo năng lượng, thu hồi tài nguyên, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải ở Việt Nam – cơ hội để cải thiện, Hà Nội

3 Mai Liên Hương (2006) Nghiên cứu một số giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh sông hồ ở các đô thị Việt Nam-Luận án tiến sỹ kiến trúc, đại học Kiến Trúc Hà Nội

4 Mai Liên Hương (2013) Một số giải pháp xử lý bùn cặn trong hệ thống thoát nước

đô thị, tạp chí của Bộ Xây Dựng 05-2013, Hà Nội

5 Nguyễn Minh Tuấn (2015), Giải pháp thu gom xử lý bùn thải bể phốt tại Hải

Phòng, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải ở Việt Nam – cơ hội để cải thiện, Hà Nội

6 Vũ Cao Đàm (2014) Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Giáo Dục Việt Nam, Hà Nội

7 Trần Đức Hạ (2006) Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa Học Kỹ & Kỹ Thuật, Hà Nội Tr 104-152

8 Trần Đức Hạ (2015) Công nghệ xử lý bùn thải hệ thống thoát nước đô thị, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải ở Việt Nam – cơ hội để cải thiện, Hà Nội

9 Hoàng Huệ- Phan Đình Bưởi, Mạng Lưới Thoát Nước, NXB Xây Dựng

10 Hoàng Huệ (2009), Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội

11 Nguyễn Hữu Khải (2015), Xử lý bùn và tái sử dụng làm phân bón ở thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng

12 Nguyễn Tấn Phong, (2012), Quản lý và xử lý bùn thải, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, tp Hồ Chí Minh

13 Nguyễn Văn Phước (2012), Giáo trình công nghệ xử lý bùn, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, tp Hồ Chí Minh

14 Hội cấp thoát nước Việt Nam (2001), tài liệu hội thảo và triển lãm quốc tế thoát nước đô thị Việt Nam, Hà Nội

15 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 7957:2008, Thoát nước đô thị mạng lưới bên ngoài và công trình-Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng

16 QCVN 08:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước, NXB Xây Dựng

17 QCVN 14:2008/BTNMT, quy chuẩn quốc gia về nước thải sinh hoạt, NXB Xây Dựng

18 QCVN 40:2011/BTNMT, Quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp, NXB Xây Dựng

19 QCVN 50:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước, Bộ tài nguyên và môi trường

20 Nghị định 80/2014/NĐ-CP, về thoát nước và xử lý nước thải,

21 Quyết định số 52/QĐ-TTg, Quyết định phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An đến năm 2030, tầm nhìn 2050

22 Quyết Định số 22/2015/QĐ-UBND, Quy định quản lý thoát nước, xử lý nước thải trên địa bàn tỉnh Nghệ An

23 TCVN 7957-2008, Tiêu chuẩn quốc gia, Thoát nước mạng lưới và công trình bên ngoài-tiêu chuẩn thiết kế

24 Kỷ yếu, tiêu điểm cho Việt Nam, quản lý bùn thải ở Việt Nam – cơ hội để cải thiện (2015), Hà Nội

25 TCVN 5298-1995, Yêu cầu chung của xử lý nước thải và cồn lắng của chúng dùng

để tưới và làm phân bón

26 Công ty Thoát nước đô thị Thành phố Hồ Chí Minh (2015), Quản lý bùn thải từ hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý