NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO 3 PHƯỜNG HỘI HỢP, ĐỒNG TÂM VÀ TÍCH SƠN CỦA THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC

Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải sinh hoạt cho 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn của thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc” được đặt ra có ý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đinh Văn Hiệp

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO

3 PHƯỜNG HỘI HỢP, ĐỒNG TÂM VÀ TÍCH SƠN CỦA THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Đinh Văn Hiệp

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM, XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO

3 PHƯỜNG HỘI HỢP, ĐỒNG TÂM VÀ TÍCH SƠN CỦA THÀNH PHỐ VĨNH YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Kĩ thuật môi trường

Mã số: 8520320.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Thiện Cường

Hà Nội - 2019

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các anh chị và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới TS Trần Thiện Cường và PGS.TS Trần Thị Hồng đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, cán bộ của Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong quá trình học tập tại Khoa, cũng như gia đình, bạn bè đã khuyến khích, động viên tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Đinh Văn Hiệp

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về các điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Đặc điểm địa hình 4

1.1.3 Đặc điểm khí hậu 5

1.1.4 Về thủy văn 6

1.2 Tổng quan về nước thải sinh hoạt 7

1.2.1 Nguồn gốc nước thải sinh hoạt 7

1.2.2 Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt 8

1.3 Tổng quan về hiện trạng thu gom nước thải sinh hoạt tại các thành phố ở Việt Nam 9

1.4 Một số phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt 12

1.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 12

1.4.2 Phương pháp xử lý hóa – lý 15

1.4.3 Phương pháp xử lý sinh học 16

1.4.5 Hiện trạng xử lý nước thải sinh hoạt tại một số đô thị ở Việt Nam 20

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp kế thừa tài liệu 24

2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 25

2.2.3 Phương pháp điều tra phỏng vấn và xử lý phiếu điều tra 26

2.2.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích chất lượng nước thải 26

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Các điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 30

3.1.1 Dân số và cơ cấu dâu số khu vực nghiên cứu 30

3.1.2 Nghề nghiệp 31

3.1.3 Trình độ học vấn: 31

3.1.4 Thu nhập: 32

3.2 Hiện trạng thu gom, thoát nước và xử lý nước thải trên địa bàn 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn 34

3.2.1 Hiện trạng thu gom và thoát nước thải sinh hoạt 34

3.2.2 Hiện trạng các công trình xử lý nước thải sinh hoạt 36

3.2.3 Đánh giá chung về hệ thống thoát nước địa bàn 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn 39

3.3 Đánh giá chất lượng nước thải sinh hoạt khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn 40

3.4 Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường và sức khỏe cộng đồng 44

3.4.1 Ảnh hưởng tới nước mặt 44

3.4.2 Tác động tới sức khỏe con người 44

3.4.3 Tác động tới phát triển kinh tế xã hội 45

3.4.4 Ảnh hưởng đến mỹ quan khu vực 45

3.5 Đề xuất giải pháp thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt 45

3.5.1 Đề xuất giải pháp kỹ thuật thu gom nước thải sinh hoạt 45

3.5.2 Đề xuất giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt 52

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 57

1 Kết luận 57

2 Khuyến nghị 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người trong nước thải sinh hoạt 8

Bảng 1.2: Một số NMXLNT sinh hoạt tại đô thị tại Việt Nam 21

Bảng 2.1: Vị trí các điểm lấy mẫu NTSH 28

Bảng 2.2: Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 29

Bảng 3.1: Dân số các phường thuộc khu vực nghiên cứu năm 2017 30

Bảng 3.2: Nghề nghiệp của hộ dân khu vực nghiên cứu năm 2018 31

Bảng 3.3: Trình độ học vấn của hộ dân khu vực nghiên cứu 32

Bảng 3.4: Phân loại hộ theo mức sống khu vực nghiên cứu năm 2018 33

Bảng 3.5: Tình trạng thoát nước thải sinh hoạt tại các hộ dân được điều tra 34

Bảng 3.6: Kết quả điều tra về tình hình sử dụng nhà vệ sinh khu vực nghiên cứu 37 Bảng 3.7: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt 41

Bảng 3.8: Vận tốc nhỏ nhất 48

Bảng 3.9: Độ đầy ống thoát nước 49

Bảng 3.10: Lưu lượng nước thải tính toán 53

Bảng 3.11: Ưu điểm và nhược điểm công nghệ xử lý sinh học 54

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Biểu đồ hành chính Thành phố Vĩnh Yên 4

Hình 1.2: Khu vực nghiên cứu 6

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của nhà máy 22

Hình 2.2: Lấy mẫu nước thải tại 3 phường Đồng Tâm, Hội Hợp và Tích Sơn 27

Hình 3.1: Phân loại hộ dân theo mức sống 33

Hình 3.2: Hệ thống thu gom nước thải tại hộ dân khu vực nghiên cứu 35

Hình 3.3: Hệ thống thoát nước 36

Hình 3.4: Sơ đồ xử lý nước thải của khách sạn Thảo Nguyên 38

Hình 3.5: Sơ đồ xử lý nước thải của khách sạn Vĩnh Yên 38

Hình 3.6: Sơ đồ xử lý nước thải của nhà hàng Cơm Phố 39

Hình 3.7: Mặt bằng chia lưu vực phục vụ tuyến thu gom nưóc thải đề xuất 46

Hình 3.8: Định tuyến hệ thống thoát nước đề xuất 47

Hình 3.9: Đầu nối bể tự hoại với mạng lưới thu gom nước thải cấp 3 52

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CEPT : Xử lý nước thải bằng hoá chất

(Chemically enhanced primary treatment)

NMXLNT : Nhà máy xử lý nước thải

xã hội, an ninh, quốc phòng của tỉnh Từ ngày tái lập tỉnh Vĩnh Phúc (1997), thành phố Vĩnh Yên luôn duy trì tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, vững chắc; cơ cấu kinh

tế chuyển dịch theo hướng tăng nhanh dịch vụ - thương mại; giảm tỷ trọng nông nghiệp và phát triển bền vững với tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân đạt 21,89% [7] Để đảm bảo cho thành phố phát triển bền vững, tỉnh Vĩnh Phúc đã quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội thành phố Vĩnh Yên đến năm 2020 và tầm nhìn đến 2030 theo định hướng phát triển trở thành thành phố dịch vụ, du lịch nghỉ dưỡng

và du lịch sinh thái, chất lượng cao, có kết cấu hạ tầng đô thị hiện đại, đồng bộ

Tuy nhiên, cũng như nhiều thành phố khác trong cả nước, thành phố Vĩnh Yên đang phải đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức, ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của thành phố như: hạ tầng kỹ thuật chưa đồng bộ, hạ tầng xã hội và giao thông còn yếu kém, đặc biệt liên quan đến vấn đề ô nhiễm môi trường do thiếu hệ thống thoát nước và vệ sinh môi trường, cảnh quan khu Đầm Vạc chưa được cải tạo, thiếu cây xanh; công tác quy hoạch thành phố còn hạn chế, quỹ đất nhỏ, mật độ dân số cao, toàn bộ quỹ đất đã được sử dụng

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm do nước thải gây ra, hiện nay, tỉnh Vĩnh Phúc đang trú trọng quy hoạch và xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải cho khu

vực trung tâm thành phố Đề tài “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp thu gom, xử lý nước thải sinh hoạt cho 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn của thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc” được đặt ra có ý nghĩa rất lớn giúp cho

tỉnh Vĩnh Phúc nói chung và thành phố Vĩnh Yên có thêm cơ sở khoa học trong quá trình lập quy hoạch và xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá được hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt, hiện trạng thu gom và xử lý nước thải hiện nay tại 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn của thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc Trên cơ sở đó đề xuất hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt cho khu vực nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.Tổng quan về các điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

1.1.1 Vị trí địa lý

Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm hành chính, chính trị, kinh tế của tỉnh Vĩnh Phúc với 9 đơn vị hành chính gồm 07 phường (Ngô Quyền, Liên Bảo, Tích Sơn, Đồng Tâm, Hội Hợp, Khai Quang, Đống Đa) và 02 xã: (Định Trung, Thanh Trù); tổng diện tích tự nhiên là 50,8 km2, dân số trung bình là 167.000 người [7] Trước đây Vĩnh Yên là thị xã - đô thị loại IV, cùng với xu thế phát triển chung của hệ thống

đô thị trong phạm vi cả nước, tháng 12/2004 thị xã Vĩnh Yên được Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành Quyết định công nhận là đô thị loại III và ngày 23/10/2014 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định 1909/QĐ-TTg công nhận thảnh phố Vĩnh Yên là

đô thị loại II trực thuộc tỉnh Vĩnh Phúc

Về vị trí địa lý thành phố Vĩnh Yên nằm trong vùng ảnh hưởng của Thủ đô Hà Nội, cách trung tâm Thủ đô hơn 60km về phía Tây Bắc và cách thành phố Việt Trì 23km về phía Đông Nam Trong tỉnh Vĩnh Phúc, thành phố Vĩnh Yên giáp với các huyện như sau:

+ Phía Bắc giáp xã Kim Long huyện Tam Dương

+ Phía Nam giáp xã Đồng Cương huyện Yên Lạc

+ Phía Tây giáp xã Thanh Vân, Vân Hội và Hợp Thịnh, huyện Tam Dương [7] Phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn là 3 phường nằm ở khu vực phía Tây của thành phố Vĩnh Yên Trong đó, diện tích phường Đồng Tâm là 6,96km2, phường Hội Hợp có diện tích 7,16km2 và phường Tích Sơn có diện tích khoảng 3km2 Khu vực 3 phường được thể hiện trên bản đồ hành chính thành phố Vĩnh Yên như sau:

Hình 1.1: Biểu đồ hành chính Thành phố Vĩnh Yên

1.1.2 Đặc điểm địa hình

Khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn được hình thành trên một vùng đồi thấp, thoải, cao độ từ +6m đến +30m Các đồi không liên tục và bị ngăn cách bởi các lũng đồi, rộng dần về phía Nam và hẹp dần về phía Bắc Phía Bắc là vùng đồi thấp có cao độ +9m đến +30m, cao dần về phía Đông Bắc (về phía Tam Đảo) Phía Nam và Tây Nam là Đầm Vạc tiếp nối với những cánh đồng thấp có cao

độ +6m đến +8m thường bị ngập nước trong mùa mưa

Điểm nổi bật về mặt địa hình trong khu vực là có hệ thống ao hồ phong phú và rất đa dạng Đầm Vạc (là chuỗi hồ) nằm phía Tây Nam thành phố có diện tích khoảng

255 ha với dung tích ước tính khoảng 8 triệu m3 nước Trong đó một số hồ, đầm khác

+ Đầm Chúa và Đầm Vậy, phường Ngô Quyền

+ Đầm Bờ Rèm và Đầm Bà Làng, phường Đống Đa

+ Hồ cống Tỉnh, Đầm Bờ Phát, hồ Canh Nông và Đầm cầu Phao, phường Tích Sơn

+ Hồ Bảo Quang, phường Khai Quang

Các hồ đầm này kết hợp với Đầm Vạc và Sông Phan hình thành hệ thống ao

hồ, có chức năng đặc biệt quan trọng trong việc trữ nước điều hòa, tiêu thoát nước và

xử lý nước thải, cũng như điều hòa không khí cho khu vực Tuy vậy, do các quá trình

đô thị hóa phát triển mạnh tại địa phương, mở rộng Quốc lộ 2, quá trình xây dựng tự phát, do việc cơi nới, lấn chiếm của hộ dân, diện tích mặt nước khu vực đang có xu hướng bị thu hẹp dần [7,8]

1.1.3 Đặc điểm khí hậu

Địa phận 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơnthuộc vùng nhiệt đới gió mùa với khí hậu được chia thành 4 mùa rõ rệt: Xuân, Hạ, Thu, Đông, Trong đó, mùa Xuân và mùa Thu là hai mùa chuyển tiếp, khí hậu tương đối ôn hòa Mùa Hạ nóng và mùa Đông lạnh tương ứng với 2 mùa là mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 11) và mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau) [7,8]

Các đặc điểm khí hậu có thể được tóm tắt như sau:

- Mùa mưa: Theo số liệu thống kê của Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia, lượng mưa trung bình hàng năm ở Thành phố Vĩnh Yên dao động từ 1.131 đến 1.682

mm và số ngày mưakéo dài khoảng 130 đến 150 ngày [7] Gần 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào mùa mưa Tại ga Vĩnh Yên, lượng mưa lớn nhất trong ngày là 261.1 mm diễn ra vào năm 1978

- Lượng mưa trung bình là 1630,5 mm trong đó mức cao trong tháng là 334,4

độ ẩm cao vào mùa mưa và thấp vào mùa đông

1.1.4 Về thủy văn

Do 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn có hệ thống ao hồ phong phú,

có Đầm Vạc giữ vai trò là thủy vực tiêu thoát nước mưa chính của cả thành phố Vĩnh Yên trước khi đổ vào sông Phan chảy ra sông Cà Lồ Vì vậy, Đầm Vạc mang tính chất là hồ điều hòa, điều tiết nước trong mùa mưa và cung cấp nước trong mùa khô cho khu vực Mực nước cao nhất trong mùa mưa tại Đầm Vạc là Hmax = 8,5-9,0 m [7,8]

Sông Phan có chiều dài 31 km, tổng diện tích lưu vực 87 km2, bắt nguồn từ núi Tam Đảo đi qua một số huyện của Vĩnh Phúc và đổ vào Đầm Vạc tại thành phố Vĩnh Yên Sông Phan là nguồn cung cấp nước sạch chính cho Đầm Vạc Sông Cà Lồ và sông Phan làm nhiệm vụ tưới tiêu cho toàn thành phố Vĩnh Yên và cả vùng Phúc Yên, Sóc Sơn, Nội Bài…

Hình 1.2: Khu vực nghiên cứu

Tóm lại

Vĩnh Yên là một thành phố mới được hình thành sau khi tỉnh Vĩnh Phúc được tách ra từ tỉnh Vĩnh Phú (cũ), các điều kiện về tự nhiên, cơ sở hạ tầng rất thuận lợi cho việc quy hoạch và phát triển Hệ thống thủy văn trên địa bàn thành phố cũng khá

P Đồng Tâm P Tích Sơn

P Hội Hợp

Xã Định Trung

P Liên Bảo

đa dạng với nhiều đầm, ao, hồ rất thuận lợi cho việc tiêu thoát nước Do đó công tác quy hoạch tiêu thoát nước nói chung và nước thải nói riêng khá thuận lợi so với nhiều thành phố khác trong cả nước

Phường Hội Hợp, Tích Sơn và Đồng Tâm là 3 phường nằm ở phía Tây của thành phố với địa hình đồi thấp, không liên tục và thường bị úng ngập trong mùa mưa Đây được coi là điều kiện bất lợi cho công tác quy hoạch hệ thống thu gom nước nước nói chung và nước thải nói riêng

1.2.Tổng quan về nước thải sinh hoạt

1.2.1.Nguồn gốc nước thải sinh hoạt

Nguồn gốc của nước thải sinh hoạt được quy định tại Khoản 3 Điều 2 Nghị định 154/2016/NĐ-CP về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải, theo đó, nước thải sinh hoạt có nguồn gốc phát sinh từ:

- Các hộ gia đình;

- Các cơ quan nhà nước, đơn vị sự nghiệp, đơn vị vũ trang nhân dân (trừ các cơ

sở sản xuất, cơ sở chếbiến thuộc các đơn vị vũ trang nhân dân);

- Trụ sở điềuhành, chi nhánh, văn phòng của các tổ chức, cá nhân không gắn liền với địa điểm sảnxuất, chế biến;

- Bệnh viện, phòng khám chữa bệnh; nhà hàng, khách sạn; cơ sở đào tạo, nghiên cứu; cơ sở kinh doanh, dịch vụ khác

Nước thải sinh hoạt được chia thành 2 loại có nước thải đen và nước thải xám

- Nước thải phát sinh từ các khu vực nhà vệ sinh được gọi là nước thải đen Nước thải đen chứa hàm lượng cao các chất rắn và một lượng lớn thức ăn dành cho vi khuẩn (Thành phần chính là nitơ và photpho) Nước thải đen được chia là 2 thành phần là phân và nước tiểu Một người trưởng thành mỗi năm có thể thải ra môi trường trung bình 0,4kg Phốt pho và 4kg Nitơ trong nước tiểu; 0,18kg Phốtpho và 0,55kg Nitơ trong phân [15]

Nước thải xám là lượng nước thải bao gồm nước giặt giũ đồ quần áo, nước tắm

rửa và nước từ nhà bếp, nhà ăn Nước thải từ nhà bếp, nhà ăn có chứa một lượng lớn chất rắn và dầu mỡ Cả hai loại nước thải nêu trên đều có chưa các mầm bệnh gây nguy hại cho sức khỏe con người, đặc biệt là nước thải đen vì nó chứa nhiều nhất lượng N và P, là môi trường cực kì thuận lợi cho vi sinh vậy, vi khuẩn gây hại phát triển [11]

Mức độ ô nhiễmcủa nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào:

- Lưu lượng nước thải

- Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người

Tải trọng chất bẩn tính theo đầu người phụ thuộc vào:

- Mức sống, điềukiện sống và tập quán sống

- Điều kiện khí hậu

Bảng 1.1: Tải trọng chất bẩn theo đầu người trong nước thải sinh hoạt

Nguồn: Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp - Tính toán thiết kế công trình,

Lâm Minh Triết, 2004

1.2.2.Thành phần và đặc tính của nước thải sinh hoạt

Thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nước thải Ngoài ra lượng nước thải ít hay nhiều còn phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt

Thành phần nước thảisinh hoạt gồm 2 loại :

- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết con người từ các phòng vệ sinh

- Nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt: cặn bã, dầu mỡ từ các nhà bếp của các nhà hàng, khách sạn, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt từ các phòng tắm, nước rửa vệ sinh sàn nhà…[11]

Đặc tính và thành phần tính chất của nước thải sinh hoạt từ các khu phát sinh nước thải này đều giống nhau, chủ yếu là các chất hữu cơ, trong đó phần lớn các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy Khi phân hủy thì

vi sinh vật cần lấy ôxi hòa tan trong nước để chuyển hóa các chất hữu cơ trên thành

CO2, N2, H2O, CH4… Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ có trong nước thải có khả năng

bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5[11]

Chỉ số này biểu diễn lượng ôxi cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ có trong nước thải Như vậy chỉ số BOD5 càng cao cho thấy chất hữu cơ có trong nước thải càng lớn, ôxi hòa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ô nhiễm của nước thải cao hơn Đặc tính chung của nước thải sinh hoạt thường bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hoà tan (thông qua các chỉ tiêu BOD5/COD), các chất dinh dưỡng (Nitơ, phospho), các vi trùng gây bệnh (E.Coli, coliform…)[11]

Tóm lại

Nước thải sinh hoạt phát sinh chủ yếu từ quá trình sinh hoạt của con người tại các hộ gia đình, các cơ quan, trường học, bệnh viện, Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải đen và nước thải xám (trong đó nước thải đen phát sinh từ các nhà vệ sinh, còn nước thải xám là nước tắm rửa, sinh hoạt hàng ngày của người dân

Nước thải sinh hoạt có đặc tính chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD5,

NH4+, phốt pho, ) và có chứa nhiều vi sinh vật Do đó quá trình xử lý nước thải sinh hoạt đòi hỏi phải có các công nghệ xử lý phù hợp, đây cũng là mục tiêu nghiên cứu

mà đề tài đặt ra và giải quyết

1.3 Tổng quan về hiện trạng thu gom nước thải sinh hoạt tại các thành phố ở

Việt Nam

Theo báo cáo của Bộ Xây dựng, hệ thống thu gom và thoát nước thải ở hầu hết các đô thị Việt Nam hiện nay đều sử dụng hệ thống thu gom và thoát nước thải chung (nước thải và nước mưa được thu gom chung một hệ thống) Chỉ một số khu vực trong một số thành phố được thiết kế và xây dựng theo kiểu nửa riêng và cá biệt như thành phố Huế áp dụng hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn (hệ thống thu gom nước mưa được tách riêng hoàn toàn khỏi hệ thống thu gom nước thải)

Do đó các hệ thống thu gom và thoát nước thải tại các thành phố nhìn chung đều mang đặc điểm sau:

- Do là hệ thống thoát nước chung nên hệ thống cống thu gom được thiết kế với đường kính lớn, về mùa khô do lưu lượng nước thải quá nhỏ so với kích thước cống nên vận tốc dòng chảy thấp Các cửa cống lại luôn ngập trong nước, vì thế dòng chảy cũng rất khó khăn, nên hiện tượng lắng cặn trong cống là phổ biến, do đó công tác quản lý và vận hành mạng lưới thêm khó khăn

- Vào những trận mưa đầu mùa toàn bộ cặn lắng trong cống cuốn theo dòng chảy, xả vào các thủy vực hồ tiếp nhận gây ô nhiễm đột xuất cho thủy vực tiếp nhận

- Mặc dù các giếng tách nước mưa đều có cấu tạo chắn mùi nhưng về mùa khô lại không phát huy được hiệu quả Do vậy, cặn lắng đọng trong cống bị phân hủy yếm khí tạo mùi, gây ô nhiễm môi trường không khí

- Do chất lượng mặt đường đô thị chưa hoàn thiện nên đất cát theo nước mưa, nước rửa đường trôi vào cống gây bồi lắng cặn hữu cơ và vô cơ cản trở dòng chảy, gây khó khăn cho quá trình vận hành và xử lý

- Với hệ thống thoát nước là cống chung thì nước thải sinh hoạt hầu hết chưa qua xử lý và nước mưa đều thoát theo hệ thống cống này rồi chảy về nhà máy xử lý (nếu có) hoặc đổ vào các vùng nước mặt gần đó, gây rủi ro lớn cho hệ sinh thái nơi tiếp nhận Những khi mưa to, lưu lượng nước thải lớn, nồng độ các chất ô nhiễm thấp Ngược lại, vào mùa khô hoặc khi không có mưa, tuyến cống chỉ vận chuyển nước thải với nồng độ chất ô nhiễm cao, gây ảnh hưởng lớn đến chế độ vận hành của cống

Mặt khác, phần lớn các hệ thống này đã được xây dựng từ lâu, chủ yếu là để giải quyết vấn đề thoát nước mưa và thường không được duy tu, bảo dưỡng thường xuyên nên đã xuống cấp nghiêm trọng Trong đó có trên 50% các tuyến cống đã bị hư hỏng nghiêm trọng cần phải sửa chữa, 30% các tuyến cống đã xuống cấp, chỉ khoảng 20% vừa được xây dựng là còn tốt Bên cạnh đó, việc xây dựng bổ sung được thực hiện một cách chắp vá và không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng được nhu cầu phát triển của đô thị Do vậy, tình trạng ngập lụt ở các trung tâm đô thị vẫn xảy ra thường xuyên khi có mưa lớn do các cống thoát nước bị quá tải hoặc bị tắc, hoặc không được thiết kế thi công đúng kỹ thuật

Để đánh giá khả năng thoát nước, người ta thường lấy tiêu chuẩn chiều dài bình quân cống trên đầu người Các đô thị trên thế giới tỷ lệ trung bình là 2m/người,

ở nước ta tỷ lệ này tại Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng là 0,2 đến 0,25m/ng, còn lại chỉ đạt từ 0,05 đến 0,08m/người Mặt khác trong từng đô thị, mật

độ cống thoát nước khác nhau, khu trung tâm đặc biệt là các khu phố cũ, mật độ cống thoát nước thường cao hơn các khu vực mới xây dựng Ngoài ra, nhiều đô thị gần như chưa có hệ thống thoát nước, nhất là các thị xã tỉnh lỵ vừa được tách tỉnh Một số đô thị có hệ thống thoát nước hết sức yếu kém như: Tuy Hoà (Phú Yên) hệ thống thoát nước mới phục vụ cho khoảng 5% diện tích đô thị, các thành phố Quy Nhơn (Bình Định) 10%, Ban Mê Thuột (Đắc Lắc) 15%, Cao Bằng 20% Các đô thị có hệ thống thoát nước tốt nhất như Hà Nội, Hải Phòng, thành phố Hồ Chí Minh và một số đô thị nhỏ như Lào Cai, Thái Bình cũng chỉ phục vụ khoảng 60%

Các kênh rạch thoát nước chủ yếu là sử dụng kênh rạch tự nhiên, nền và thành bằng đất do vậy thường không ổn định Các cống, ống thoát nước được xây dựng bằng bê tông hoặc xây gạch, tiết diện cống thường có hình tròn, hình chữ nhật, có một số tuyến cống hình trứng Ngoài ra tại các đô thị tồn tại nhiều mương đậy nắp đan hoặc mương hở, các mương này thường có kích thước nhỏ, có nhiệm vụ thu nước mưa và nước bẩn ở các cụm dân cư Các hố ga thu nước mưa và các giếng thăm trên mạng lưới bị hư hỏng nhiều ít được quan tâm sửa chữa gây khó khăn cho công tác quản lý Theo báo cáo của các công ty thoát nước và công ty môi trường đô thị, tất cả các thành phố, thị xã của cả nước đều bị ngập úng cục bộ trong mùa mưa Có đô thị 60% đường phố bị ngập úng như TP Hồ Chí Minh (trên 100 điểm ngập), Hà Nội (trên

30 điểm), Đà Nẵng, Hải Phòng, Vĩnh Phúc, Hải Dương… cũng có rất nhiều điểm bị ngập úng

1.4 Một số phương phápxử lý nước thải sinh hoạt

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải đã và đang áp dụng trên thế giới cũng như ở Việt Nam và được phân chia thành 03 phương pháp chính gồm:

Xử lý cơ học là khâu sơ bộ trước khi tiến hành xử lý bằng phương pháp sinh học tiếp theo Xử lý nước thải bằngphương pháp cơ học thường thực hiện trong các công trình với các thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ… Đây là các thiết bị công trình xử lý sơ bộ tại chỗ nhằm tách các chất phân tán thô, đảm bảo cho các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

Việc áp dụng biện pháp xử lý cơ học sẽ có khả năng tách khỏi nước thải khoảng 60% tạp chất không tan Tuy nhiên BOD5 trong nước thải giảm không đáng

kể Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD5giảm đi 10- 15%[11]

Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm

Song chắn rác

Dùng để giữ lại và loại bỏ khỏi nước các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon,

vỏ cây và các tạp chất khác có trong nước thải nhằm đảm bảo cho các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định

Song chắn rác bao gồm các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip Song chắn rác thường được bố trí trên đường ống dẫn nước thải trước khi vào hệ thống xử lý Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 50 đến 90°

Bể thu dầu

Được xây dựng trong khu vực bãi đỗ và cầu rửa ô tô, xe máy, bãi chứa dầu và nhiên liệu, nhà giặt tẩy của khách sạn, bệnh viện hoặc các công trình công cộng khác, nhiệm vụ đón nhận các loại nước rửa xe, nước mưa trong khu vực bãi đỗ xe…

Bể tách mỡ

Với những loại nước thải có chứa dầu mỡ, để nâng cao hiệu quả xử lý, dầu mỡ

sẽ được tách ra khỏi nước trước khi vào hệ thống xử lý tiếp theo.Nước thải chứa dầu

mỡ sẽ được đưa về một bể chứa riêng, sau đó được tách ra khỏi nước bằng phương pháp tuyển nổi

Bể điều hoà ngoài chức năng ổ định lưu lượng và thành phần các chất thải trong nước, nó có có chức năng quan trọng là hạn chế hiện tượng quá tải cho hệ thống

xử lý khi lượng nước thải đưa về quá lớn tại một thời điểm, ngoài ra bể cũng có chức năng loại bỏ một phần các chất cặn lắng ra khỏi nước thải, ổn định nồng độcác chất

có trong nước, giúp cho hiệu quả xử lý của hệ thống được nâng lên

Bể lắng cát

Bể lắng được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ không tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải (bể lắng sơ cấp) hoặc cặn được tạo ra từ quá trình keo tụ tạo bông

hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng thứ cấp)

Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt một (sơ cấp) được đặttrước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt hai (thứ cấp) được đặt sau công trình xử lý sinh học

Theo cấu tạo vàhướng dòng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm…

- Bể lắng ngang:Có dạng hình chữ nhật, có thể được làm bằng các loại vật liệu khác nhau như bê tông, bê tôngcốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kích thước

và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế.Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương nằm ngang qua bểvà quá trình lắng được phân thành 4 vùng:Vùng nước thải vào; Vùng lắng hoặc vùng tách bùn;Vùng xả nước ra;Vùng chứa bùn.Các

bể lắng ngang thường có chiều sâu (H) từ 1,5 - 4 m, chiều dài bằng 8 – 12 m, chiều rộng từ 3 - 6 m Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên

15000 m3/ngày Hiệu suất lắng đạt 60% Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 0,01 m/s, còn thời gian lưu từ 1 - 3 giờ

Bể lắng đứng: Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp Nước thải được đưa và ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 - 0,6 m/s Thời gian nước lưu lại trong bể từ 45 - 120 phút Nước trong được thu vào mángthu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên l,5m Chiều cao vùng lắng thường từ 4 - 5 m Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 50°, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 - 9 m Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc w và lắng dưới tác động của trọng lực với vận tốc W Do đó các hạt có kích thước khác nhau sẽ chiếm những vị trí khác nhau trong

bể lắng Khi W> w, các hạt sẽ lắng nhanh, khi W< w, chúng sẽ bị cuốn theo dòng chảy lên trên Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 - 20%

- Bể lắng ly tâm:Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 - 40m (có

- 30 Đáy bể có độ dốc i > 0.02 về tâm để thu cặn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thông gạt cặn quay tròn Thời gian nước thải lưu lại trong bể khoảng 85 - 90 phút Hiệu suất lắng đạt 60% Bể lắng

ly tâm được ứng dụng cho các nhà máy xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày đêm trở lên [11]

1.4.2 Phương pháp xử lý hóa – lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học đểloại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:

Trung hòa :

Biện pháp trung hòa thường được áp dụng với những nước thải có đặc tính axit hoặc kiềm cần được trung hòa để đưa pH về khoảng 6,5 - 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách, bao gồm:

+ Trộn lẫn nước thải axit và nước thải kiềm;

+ Bổ sung các tác nhân hóa học;

+ Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa;

+ Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit

Keo tụ, tạo bông

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (0,1 - 10 micromet) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng,một số hóa chất sẽ được đưa vào để keo tụ và tạo bông các chất rắn lơ lửng để loại bỏ ra khỏi nước Các chất keo tụ có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Các chất keo tụ thường dùng làphèn nhôm: A12(SO4)3.18H2O, NaA1O2,

Al2(OH)3Cl, KA1(SO4)2.12H2O, NH4A1(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

Bể tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất phân tán không tan hoặc các chất hoạt động bề mặt có khả năng lắng kém ra khỏi nước Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn, khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 - 30 micromet (bình thường từ 50 - 120 micromet) Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất

va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm

Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học)

Phương pháp trao đổi ion

Là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion Các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo.Chúng không hòa tan trong nước và dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion.Phươngpháp này được ứng dụng để làm sạch nước thải kim loại nặng như: Zn, Cu, Cr, Ni, Mn, Fe… Cũng như các hợp chất của Asen

1.4.3 Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp sinh học dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình ôxy hóa sinh hóa Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan, chất keo

và chất phân tán nhỏ trong nước thải sẽ di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:

- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt tế bào vi sinh vật

- Khuếch tán trên bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào

- Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới

 Phương pháp xử lý kỵ khí:

Phương pháp này sử dụng các nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí (AnaerobicContact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB);

+ Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process)

 Phương pháp hiếu khí

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cần cung cấp ôxy liên tục Quá trình xử lý bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxyhóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

+ Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu

được sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí Trong

số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất

+ Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dínhbám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate với màng cố định

Tốc độ quá trình ôxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải trong hệ thống xử lý

Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thủy động, hàm lượng ôxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố vi lượng

 Hồ sinh học

Hồ sinh học công trình xử lý dạng thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, với diện tích không lớn mà ở đódiễn ra quá trình chuyển hoá các chất ô nhiễm Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình tự làm sạch trong nước sông hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu nhờ vào các vi khuẩn và tảo Khi vào hồ, do vận tốc chảy nhỏ, các loại cặn lắng được lắng xuống đáy Các chất bẩn hữu cơ còn lại trong nước sẽ được vi khuẩn hấp phụ và ôxy hoá tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitrat, nitrit, Tuy nhiên trong trường hợp nước thải đậm đặc chất hữu cơ, tảo có thể chuyển tự hình thức tự dưỡng sang dị dưỡng, tham gia vào quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ Nấm, xạ khuẩn có trong nước thải cũng thực hiện vai trò tương tự

Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp ôxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhóm chính: hồ sinh học ổn định và hồ làm thoáng nhân tạo

-Hồ sinh học ổn định: Thời gian nước lưu lại trong hồ lớn (từ 2 - 3 ngày đến hàng tháng) nên hồ có chức năng điều hoà lưu lượng và ổn định chất lượng nước thải đầu ra Ôxy cung cấp cho hồ chủ yếu qua khuếch tán từ bề mặt tiếp xúc không khí hoặc do quá trình quang hợp của tảo tạo nên

- Hồ làm thoáng nhân tạo: Có thể chia thành hai loại là hồ sinh học làm thoáng hiếu khí và hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện Trong hồ sinh học làm thoáng hiếu khí

có đặc điểm là nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn Trong hồ không

có hiện tượng lắng cặn, hoạt động hồ gần giồng như bể Aerotank Còn trong hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện còn có những vùng lắng cặn và phân huỷ chất bẩn trong điều kiện yếm khí, mức độ xáo trộn nước thải trong hồ được hạn chế

1.4.4 Các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt

Hiện nay có nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đã được đưa ra và áp dụng, mỗi công nghệ đều có những ưu nhược điểm khác nhau, tùy thuộc vào các điều kiện khu vực mà mỗi nơi có thể áp dụng các công nghệ khác nhau trong đó, phổ biến hiện nay là 5 loại: (1) Mươngôxy hóa, (2) SBR, (3) Xử lý nước thải bằng hoá chất, (4) Chuỗi hệ thống hồ, (5) Chuỗi hồ kết hợp

Để có cơ sở đề xuất công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp cho khu vực

3 phường Đồng Tâm, Hội Hợp và Tích Sơn Đề tài đã nghiên cứu và đưa ra bảng so sánh đánh giá một số công nghệ cụ thể như sau:

 Mương oxy hóa

Mương ô - xi hoá là một dạng của quy trình xử lý theo phương pháp bùn hoạt tính Nước thải được xử lý trong một mương liên hoàn ở độ sâu khoảng 1,5 - 2,0 m Mương này có một hoặc một số máy sục khí đặt ngang qua mương Thuận lợi chủ yếu của công nghệ này là lượng bùn phát sinh ít, không tốn nhiều đất xây dựng so vớiphương án Hồ sinh học nhưng chi phí vận hành cao hơn và việc quản lý vận hành phức tạp

 SBR

Xử lý bằng bể lắng Aroten tăng cường cũng là một dạng biến đổi của phương pháp bùn hoạt tính Thuận lợi chính của công nghệ này là ít tốn diện tích đất xây dựng, dễ nâng cấp và công nghệ hiện đại, lượng bùn phát sinh ít Tuy nhiên chi phí đầu tư và vận hành cao, quản lý và vận hành phức tạp,

 Xử lý nước thải bằng hoá chất (CEPT)

Xử lý nước thải sơ bộ bằng tăng cường hoá chất là quy trình xử lý mà trong đó hoá chất được đưa vào để xử lý qua bể lắng sơ bộ Hoá chất này làm cho các hạt lơ

lửng liên kết với nhau thông qua quy trình kết tụ nhằm cải thiện hiệu quả hệ thống xử

lý Thuận lợi chủ yếu của công nghệ này là vận hành đơn giản, diện tích đất ít và chi phí xây dựng thấp Bất lợi của quy trình này lả: Chi phí vận hành cao, lượng bùn phát sinh nhiêu Tùy theo nồng độ nước thải đầu vào mà lượng nước thải đầu ra có thể xả vào nguồn nước loại B Tuy nhiên nếu nồng độ nước thải đầu ra cao thì có thể phải làm một cửa xả ra xa bờ

 Chuỗi hồ

Trong sơ đồ công nghệ nàv bao gồm có một chuỗi hồ với độ sâu trung bình 2,5

- 4,0 m Tầng trên của các hồ này là lớp hiếu khí và tầng dưới là lớp kỵ khí Điểm thuận lợi chủ yếu của công nghệ này là chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp, không phát sình nhiều bùn Bất lợi chủ yếu là cần có nhu cầu diện tích đất rộng để xây dựng

và vào những ngày mưa lũ, hồ xử lý sẽ không hiệu quả và sau một thời gian vận hành (5 đến 7 năm) nếu bùn không được nạo vét đúng kỹ thuật, sẽ tạo ra lượng bùn lớn cân phải nạo vét và xử lý Do không sục khí nên hiệu quả xử lý thấp, chất lượng đầu ra không ổn định và có nhiều mùi hôi do quá trình kỵ khí sinh ra

 Chuỗi hồ kết hợp

Với công nghệ áp dụng chuỗi Hồ sinh học có sục khí Theo đánh giá thì đây là công nghệ đáp ứng được tiêu chí quan trọng đạt hiệu suất xử lý cao, ít gây mùi khó chịu

1.4.5 Hiện trạng xử lý nước thảisinh hoạt tại một số đô thị ở Việt Nam

Theo kết quả thống kê của Bộ Xây dựng, tại Việt Nam, hiện đã có rất nhiều thành phố đầu tư và xây dựng nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt (NMXLNT) nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và những tác động do nước thải sinh hoạt tạo

ra Tính đến cuối năm 2015, cả nước có khoảng hơn 40 nhà máy xử lý nước thải đô thị tập trung đã đi vào hoạt động với tổng công suất thiết kế khoảng 800.000 m3/ngđ Tuy nhiên công nghệ xử lý nước thải tại mỗi địa phương lại có sự khác nhau và phụ thuộc vào các điều kiện về vị trí địa lý, điều kiện kinh tế - xã hội,…

Một số NMXLNT sinh hoạt tại các đô thị của các thành phố như trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.2: Một sốNMXLNT sinh hoạt tại đô thị tại Việt Nam

chuỗi hồ sinh

Hoạt động

từ 2014

Nguồn:VWSA Hội cấp thoát nước Việt Nam - 2015

 NMXLNT sinh hoạt tại thành phố Buôn Ma Thuột – Đắk Lắk:

Để thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại thành phố Buôn Ma Thuật, năm

2008, tỉnh Đắk Lắk đã đầu tư xây dựng Nhà máy xử lý nước thải với công suất 8000

m3/ng.đ Nhà máy được xây dựng trên tổng diện tích 5 ha và sử dụng công nghệ chuỗi hồ ổn định

Sơ đồ công nghệ xử lý của NMXL như sau:

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của nhà máy

 NMXLNT Đức Ninh – Đồng Hới – Quảng Bình:

Nhà máy xử lý nước thải Đức Ninh được xây dựng trên tổng diện tích khoảng 14,52 ha, công suất xử lý 10.000 m3/ng.đ Nhà máy được xây dựng và đi vào hoạt động từ năm 2014 với công nghệ chuỗi hồ sinh học để xử lý

Sơ đồ công nghệ của NMXL như sau:

Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ xử lý

1.5.Các tiêu chí lựa chọn hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Hiện nay, việc xử lý nước thải sinh hoạt ở các vùng nông thôn nói chung có rất nhiều các công nghệ để xử lý khác nhau Vậy để lựa chọn công nghệ phù hợp cần dựa theo các tiêu chí nhất định Theo điều 16 của Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày

chọn như sau:

1 Hiệu quả xử lý của công nghệ: Đảm bảo mức độ cần thiết làm sạch nước thải, có tính đến khả năng tựlàmsạch của nguồn tiếp nhận

2 Tiết kiệm đất xâydựng

3 Quản lý, vận hành và bảo dưỡng phù hợp với năng lực trình độ quản lý, vận hành của địa phương

4 Chi phí đầu tư hợp lý trong đó tính đến cả sự phụ thuộc vào công nghệ nhập khẩu

5 Phù hợp với đặc điểm điều kiện khí hậu, địa hình, địa chất thủy văn của khu vực và khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận

6 An toàn và thân thiện với môi trường

7 Có khả năng mở rộngvề công suất hay cải thiện hiệu quả xử lý trong tương lai

8 Đảm bảo hoạt động ổn định khi có sự thay đổi bất thường về chất lượng nước đầu vào, thời tiết và biến đổi khí hậu

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

a Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứuchính của đề tài được đặt ra là: Nước thải sinh hoạt thuộc khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn của thành phố Vĩnh Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

c Nội dung nghiên cứu chính

- Khảo sát, phân tích và đánh giá các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn

- Khảo sát và đánh giá thực trạng thu gom và xử lý nước thải hiện nay tại khu vực nghiên cứu

-Thu thập và phân tích một số mẫu nước thải sinh hoạt được lấy tại khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải để làm cơ sở đề xuất giải pháp xử lý thích hợp

-Đề xuất giải pháp thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt cho 3 phường

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1.Phương pháp kế thừa tài liệu

Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa các nguồn tài liệu, tư liệu,

số liệu thông tin có liên quan một cách cóchọn lọc, từ đó được tổng hợp và đánh giá

theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu

Các thông tin, số liệu mà đề tài thu thập và kế thừa bao gồm các số liệu, tài liệu

có liên quan các nguồn thải, tính chất và thành phần nước thải sinh hoạt, công tác quản lý nước thải sinh hoạt và các thông tin liên quan khác tại vùng nghiên cứu Cụ thể:

-Các báo cáo thống kê về hiện trạng thu gom và xử lý nước thải trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, đặc biệt là đối với các khu vực 3 phường Đồng Tâm, Hội Hợp, và Tích Sơn

-Các báo cáo về hiện trạng môi trường cũng như các tác động môi trường do việc xả nước thải không được xử lý trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

-Báo cáo về hiện trạng dân cư, các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tại địa điểm nghiên cứu của đề tài

- Các mô hình thu gom và công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt hiện nay đang được áp dụng ở Việt Nam cũng như trên thế giới

2.2.2.Phương pháp điều tra khảo sát thực địa

Đề tài đã thực hiện việc khảo sát thực tế, đánh giá chung về hiện trạng thu gom

và xử lý nước thảisinh hoạt trong phạm vi khu vực nghiên cứu, trên cơ sở khảo sát đã lựa chọn các địa điểm lấy mẫu nước thải phù hợp để phân tích các thông số môi trường phục vụ cho đề xuất giải pháp xử lý thích hợp

Các đối tượng các khảosát là:

- Hệ thống thu gom, thoátnước và xử lý nước thải từ các hộ dân, các khu dân

2.2.3 Phương pháp điều tra phỏng vấn và xử lý phiếu điều tra

Tiến hành điều tra theo bảng hỏi với 325 hộ dân trong khu vực 3 phường Hội Hợp, Đồng Tâm và Tích Sơn (Hội Hợp 112 phiếu; Đồng Tâm 95 phiếu và Tích Sơn

118 phiếu)

Nội dung được điều tra bao gồm các thông tin chung về hộ gia đình; hiện trạng

hệ thống thu gom, thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt và những ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt tới môi trường và sức khỏe của cộng đồng, (mẫu phiếu điều tra được đính kèm trong phụ lục luận văn)

Các đối tượng được lựa chọn điều tra rất đa dạng, bao gồm những người dân, một số doanh nghiệp và nhà hàng đang sinh sống và sinh hoạt tại khu vực 3 phường

Kết quả điều tra được tổng hợp và xử lý bằng phần mềm Excel

2.2.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích chất lượng nước thải

Để đánh giá được chất lượng nước thải hiện nay tại địa bàn nghiên cứu, đồng thời làm cơ sở cho việc đề xuất giải pháp xử lý thích hợp Đề tài đã tiến hành khảo sát

về hiện trạng xả thải từ các hộ dân, các cơ sở sản xuất kinh doanh trên địa bàn, các hệ thống thu gom, thoát nước thải sinh hoạt hiện nay Trên cơ sở khảo sát cho thấy, lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh chủ yếu diễn ra ở 3 thời điểm trong ngày là buổi sáng sớm, buổi trưa và buổi tối(Đây là những thời điểm người dân thường xuyên sử dụng nước nhất trong ngày) Vì vậy đề tài đã tiến hành lấy mẫu nước thải tại 3 thời điểm này

Các vị trí lấy mẫu được lựa chọn là các điểm thoát thải tập trung từ các khu, xóm hay cụm dân cư trên địa bàn 3 phường Mỗi phường được lấy mẫu tại 6 vị trí và tần suất lấy mẫu là 3 lần vào các buổi sáng, trưa, chiều tối:

- Phường Hội Hợp lấy các mẫu gồm: HHS(X), HHT(X), HHC(X)

- Phường ĐồngTâm lấy các mẫu gồm: ĐTS(X), ĐTT(X), ĐTC(X)

- Phường TíchSơn lấy cácmẫu gồm: TSS(X), TST(X), TSC(X)

Trong đó (X) là vị trí lấy mẫu từ 1 đến 6 trong khu vực từng phường

Hình 2.1: Vị trí lấy mẫu NTSH

Hình 2.2: Lấy mẫu nước thải tại 3 phường Đồng Tâm, Hội Hợp và Tích Sơn

21°18'41"N 105°35'11"E

21°18'21"N 105°35'15"E 21°18'20"N 105°35'14"E

21°18'21"N 105°34'19"E

21°18'21"N 105°35'15"E

21°18′01.2″N 105°34′59.2″E

21°17′31.5″N 105°35′17″E 21°17′45.2″N 105°34′52.6″E

21°18′10″N 105°34′45.6″E

21°18′18.7″N 105°34′36.5″E

21°18′31.4″N 105°34′32.8″E

21°18′23.1″N 105°34′20.1″E

21°17′55.7″N 105°33′30″E

21°17′58″N 105°33′56.4″E

21°17′51.1″N 105°34′25.1″E

21°17′17.1″N 105°34′02.2″E

21°17′40.2″N 105°33′45.5″E

21°17′33.6″N

105°33′08.8″E