Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám tại cơ sở mở rộng trường đại học thủy lợi phố hiến, hưng yên

Nguyễn Hoài Nam với đề tài “ Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám tại cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi – Phố Hiến, Hưng Yên”.. Điều t

LỜI CAM ĐOAN

Họ và tên: Tiến Vũ Huy Quang Lớp:23KHMT21 Mã HV: 1582440301005 Chuyên ngành đào tạo: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301

Tôi xin cam đoan luận văn được chính tôi thực hiện, với sự hướng dẫn của PGS TS

Nguyễn Thị Kim Cúc và TS Nguyễn Hoài Nam với đề tài “ Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám tại cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi – Phố Hiến, Hưng Yên”

Các kết quả được nghiên cứu và kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép

từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Chữ ký

Tiến Vũ Huy Quang

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thị Kim Cúc và

TS Nguyễn Hoài Nam - hai thầy/cô là người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình công tác và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Trường đại học Thủy Lợi - Hà Nội, các cán bộ của trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng tại Hưng Yên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiên cứu của học viên

Cuối cùng, không thể thiếu được, là lòng biết ơn đối với gia đình, những người thân yêu nhất đã động viên tinh thần và tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên luận án không thể tránh khỏi sai sót, học viên rất mong nhận được sự nhận xét khách quan và ý kiến đóng góp từ các quý thầy cô, các nhà khoa học

Học viên xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2.Mục tiêu 2

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

3.1Đối tượng nghiên cứu 2

3.2Phạm vi nghiên cứu 2

4.Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1Nước thải sinh hoạt 4

1.1.1Định nghĩa 4

1.1.2Đặc điểm nước thải từ các khu ký túc xá cao tầng 5

1.1.3Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt và các công trình nghiên cứu về xử lý nước thải sinh hoạt 7

1.2Đất ngập nước 11

1.2.1Định nghĩa 11

1.2.2Các loại hệ thống đất ngập nước nhân tạo và cấu tạo của chúng 12

1.2.3Chức năng của đất ngập nước 15

1.2.4Ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải sinh hoạt 17

1.3Giới thiệu địa điểm nghiên cứu 18

2.1 Hiện trạng nguồn nước cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi tại Hưng Yên 24

2.1.1Nguồn nước cấp 24

2.1.2Nguồn nước mưa 24

2.1.3Nguồn nước tại kênh tiếp nhận 24

2.2Đánh giá chất lượng nước 25

2.2.1Tổ chức quan trắc 25

2.2.2Đánh giá chất lượng nước 29

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT, TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BÃI ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO 35

3.1Giải thích bài toán và vấn đề nghiên cứu 35

3.1.1Sự cần thiết của nghiên cứu 35

3.1.2Ý tưởng nghiên cứu 36

3.2Sơ đồ hệ thống xử lý theo bãi đất ngập nước nhân tạo 37

3.2.1Sơ đồ hệ thống xử lý dự kiến 37

3.2.2Lựa chọn vật liệu, thực vật trồng trong bãi đất ngập nước 42

3.2.3Tính toán các thông số kỹ thuật sơ bộ 48

3.2.4Tính toán kinh tế 55

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tính chất nước thải sinh hoạt 5

Bảng 1.2 Một số thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt 6

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nước thải 25

Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nước mặt 26

Bảng 2.3 Chất lượng nước thải 28

Bảng 2.4 Chất lượng nước mặt 28

Bảng 3.1 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm trong đất ngập nước 42

Bảng 3.2 Chức năng của các bộ phận của cây 46

Bảng 3.3 Kết quả phân tích mẫu nước sau khi qua bãi lọc 47

Bảng 3.4 Thông số nước thải đầu vào 48

Bảng 3.5 Tiêu chuẩn thải nước trong khu dân cư 49

Bảng 3.6 Giá trị tính toán hệ thống bãi đất ngập nước nhân tạo 54

Bảng 3.7 Ước tính chi phí thi công 56

Bảng 3.8 Ước tính chi phí mua vật liệu và thiết bị 56

Bảng 3.9 Dự tính chi phí nhân công 57

Bảng 3.10 Ước tính chi phí điện 58

Bảng 3.11 Tổng kinh phí xây dựng trạm xử lý 58

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Ứng dụng công nghệ Hofmann Klaro tại khu công nghiệp Đại An – Đà Nẵng

10

Hình 1.2 Mô hình Swim-bed xử lý nước thải sinh hoạt 11

Hình 1.3 Phân loại đất ngập nước 12

Hình 1.4 Sơ đồ đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm theo chiều ngang (Vymazal, 1997) 14

Hình 1.5 Sơ đồ đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm theo chiều đứng (Cooper, 1996) 14 Hình 1.6 Vị trí địa lý trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng tại tỉnh Hưng Yên 18

Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý 21

Hình 2.1 Bản đồ các vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước thải và tại trạm xử lý 26

Hình 2.2 Kết quả đo TSS các mẫu nước thải 29

Hình 2.3 Kết quả đo BOD5 các mẫu nước thải 30

Hình 2.4 Kết quả đo TSS các mẫu nước mặt 32

Hình 2.5 Kết quả đo BOD5 các mẫu nước mặt 33

Hình 2.6 Kết quả đo COD mẫu nước mặt tại các vị trí trên kênh tiếp nhận nước thải 33 Hình 3.1 Hiện trạng hoạt động bể hiếu khí 36

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ của hệ thống xử lý 37

Hình 3.3 Đường đi của các hạt rắn trong hệ thống ĐNN nhân tạo 38

Hình 3.4 Đường đi của BOD/COD trong hệ thống ĐNN nhân tạo 39

Hình 3.5 Đường đi của Nito trong hệ thống ĐNN nhân tạo 41

Hình 3.6 Đường đi của Photpho trong hệ thống ĐNN nhân tạo 41

Hình 3.7 Bố trí sử dụng vật liệu cho hệ thống đất ngập nước nhân tạo 43

Hình 3.8 Cây sậy 44

Hình 3.9 Mối quan hệ giữa KBOD với nhiệt độ đối với bãi lọc dòng chảy đứng …… 54

Hình 3.10 Bãi đất ngập nước nhân tạo 55

Hình 3.11 Vị trí xây dựng hệ thống xử lý sử dụng bãi đất ngập nước nhân tạo 59

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD5 Biological Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa sinh học sau 5

ngày (mg/L) COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học (mg/L)

NH4+ - N Nồng độ Amoni quy về nồng độ Nito (mg/L)

PO43- - P Tổng hàm lượng Phốt phát trong nước thải quy về nồng độ Phốt

pho (mg/L) QCVN Quy chuẩn Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Tại Việt Nam, sự gia tăng dân số đã trở thành một hệ quả tất yếu từ quá trình đô thị hóa tại các thành phố nói chung và Hà Nội nói riêng Nhiều tòa nhà cao tầng được xây dựng tuy nhiên hệ thống thoát nước lại chưa được đầu tư mở rộng đồng bộ với xu thế phát triển nên dẫn đến tình trạng ở một vài nơi xuất hiện hiện tượng nước thải ứ đọng trong các hồ nước gây ô nhiễm môi trường

Nước thải sinh hoạt ở các khu dân cư đô thị, nông thôn tại Việt Nam hầu hết là chưa được xử lý đúng cách Nước thải từ các khu vệ sinh mới chỉ được xử lý sơ bộ tại các

bể phốt, chất lượng chưa đạt yêu cầu xả ra môi trường Điều này là nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm, lây lan bệnh tật Đó là chưa kể đến nước thải xám (nhà bếp, tắm giặt,…) thường không được xử lý qua bể phốt, góp phần ô nhiễm môi trường Đất ngập nước đóng vai trò giống như bể lọc “tự nhiên” của Trái Đất, nó có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc Hệ thống đất ngập nước nhân tạo (Constructed Wetland) gần đây được biết đến trên thế giới như là một giải pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường Các vùng đất ngập nước có thể loại bỏ chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng thành các dạng vật chất ít gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường Điều thuận lợi của việc sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải là quá trình xử lý diễn ra liên tục, không đòi hỏi nhiều kinh phí đầu tư, không yêu cầu máy móc thiết bị hiện đại đắt tiền, thân thiện với môi trường, đồng thời giúp gia tăng giá trị đa dạng sinh học, tạo cảnh quan môi trường sinh thái cho khu vực xung quanh Hơn nữa, sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý từ hệ thống đất ngập nước nhân tạo còn có giá trị về mặt kinh tế

Trường Đại học Thủy Lợi – Hưng Yên đang trong giai đoạn đưa vào sử dụng, giai đoạn đầu tiếp nhận hơn 3000 sinh viên tại khu ký túc xá và số lượng sinh viên dự kiến

Đề tài “Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám tại cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy lợi – Phố Hiến, Hưng Yên”

được thực hiện với mục đích xử lý nước thải sinh hoạt từ khu ký túc xá và khu giảng đường bằng hệ thống đất ngập nước nhân tạo trong bối cảnh cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi đang vận hành trạm xử lý nước thải công suất thiết kế 1100 m3/ngày đêm phần lớn thời gian là không hoạt động Nghiên cứu mang tính thân thiện với môi trường để xử lý nước thải sinh hoạt xám của trường, giúp giảm ô nhiễm môi trường cũng như giảm áp lực đối với nhà máy xử lý nước thải trong tương lai Nước thải sau

xử lý có thể dùng cho khu thực nghiệm nông nghiệp hoặc tái sử dụng lại làm nước tưới

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nước thải từ khu dịch vụ của ký túc xá xả ra kênh tiếp nhận nước thải và nước thải từ khu ký túc xá đã qua xử lý dẫn vào trạm xử lý nước thải trường Đại học Thủy Lợi cơ

sở mở rộng – phố Hiến, Hưng Yên;

Dạng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải sinh hoạt của trường Đại

học Thủy Lợi – phố Hiến, Hưng Yên

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi:

Thí nghiệm: Thực hiện lấy mẫu tại hiện trường là tại khu vực kênh tiếp nhận nước thải

và tại trạm xử lý nước thải trường Đại học Thủy Lợi – Hưng Yên; tại phòng thí

nghiệm phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt qua các thông số: Nhiệt độ, DO, pH, BOD5, COD, TSS, Amoni, PO43- - P

Nghiên cứu dừng lại ở đề xuất thiết kế xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo cho mục tiêu xử lý nước thải sinh hoạt, cơ sở mở rộng Đại học Thủy Lợi, Hưng Yên

4 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp thực nghiệm: lấy và bảo quản mẫu;

 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt trước khi xử lý qua các thông số: Nhiệt độ, DO, pH, BOD5, COD, TSS, Amoni, PO43- - P được phân tích theo các TCVN tương ứng;

 Phương pháp kế thừa: Kế thừa nghiên cứu lý thuyết về xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải sinh hoạt

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Các vấn đề nghiên cứu của luận văn bao gồm: tổng quan về nước thải sinh hoạt, tổng quan về đất ngập nước và giới thiệu khu vực nghiên cứu

1.1 Nước thải sinh hoạt

1.1.1 Định nghĩa

Nước thải sinh hoạt bao gồm nước thải đen và nước thải xám Nước thải từ bồn cầu được gọi là nước thải đen Nước thải đen chứa hàm lượng cao chất rắn và một lượng đáng kể thức ăn cho vi khuẩn (Nito và Photpho) Nước thải đen có thể được tách thành hai phần: phân và nước tiểu Nước thải xám bao gồm nước từ hoạt động giặt rũ quần

áo, tắm rửa và nước sử dụng trong nhà bếp Nước từ nhà bếp có thể chứa lượng lớn chất rắn và dầu mỡ Nước thải sinh hoạt là 1 chất lỏng màu xám đục có mùi hôi nhưng vô hại Nó chứa nhiều chất rắn lơ lửng hữu cơ (như phân, vải vụn, hộp nhựa,

vỏ rau củ …)và các chất rắn lơ lửng ở dạng keo Về đặc tính thì nước thải sinh hoạt không nguy hại nhưng nó chứa 1 lượng lớn các sinh vật gây bênh cho con người

Trong điều kiện ẩm và kín nước thải sinh hoạt có thể tự làm sạnh nhờ các vi sinh kị

khí hoạt động bể phốt và bể phốt thường có mùi khó chiụ đó là mùi hydrogen sulphide (H2S)

Tính chất của nước thải sinh hoạt được thể hiện tại bảng 1.1

Bảng 1.1 Tính chất nước thải sinh hoạt

TT Thông

Mức độ ô nhiễm

Trung bình

QCVN 14:2008/BTN MTcột B

1.1.2.1 Nước thải từ khu nhà cao tầng nói chung

Nước thải từ các tòa nhà cao tầng bao gồm: Nước thải từ gara ô tô; nước thải từ nhà

hàng; nước thải từ toàn bộ người dân, cán bộ văn phòng trong tòa nhà [2]

Nước thải phát sinh từ Gara ô tô gồm nước thải từ các hoạt động sản xuất và nước thải sinh hoạt Nước thải từ các hoạt động sản xuất gồm nước thải rửa xe, nước rửa tay công nhân tại gara ô tô có nồng độ ô nhiễm khá cao, chủ yếu là chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các hạt chất lỏng (dầu, mỡ) Các chất lơ lửng trong nước gây ra độ đục cho nguồn tiếp nhận Các chất béo tạo lớp váng trên mặt nước, gây thiếu oxy trong nước

và gây mùi khó chịu Ngoài ra, nước thải còn chứa một số chất tẩy rửa từ quá trình rửa

Nước thải nhà hàng bao gồm nước thải từ hoạt động nấu ăn và nước thải từ các hoạt động cá nhân của nhân viên trong nhà hàng Đặc trưng của nước thải nhà hàng là chứa nhiều chất tẩy rửa, amoni, cặn lơ lửng, chất hữu cơ tan, vi khuẩn,… Nồng độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải nhà hàng như sau:

Nước thải sinh hoạt từ toàn bộ người dân, cán bộ văn phòng trong tòa nhà bao gồm nước thải từ các hoạt động tắm giặt, từ hoạt động nấu ăn, bể phốt Thành phần chủ yếu

là chứa nhiều chất hữu cơ, dầu mỡ, cặn lơ lửng Nồng độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải như sau:

Bảng 1.2 Một số thông số đặc trưng của nước thải sinh hoạt

Nguồn:Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga [2]

1.1.2.2 Nước thải từ khu ký túc xá

Nước thải phát sinh từ khu ký túc xá trường đại học bao gồm nước thải xám và nước thải đen Nước thải xám phát sinh chủ yếu từ các hoạt động: tắm rửa, giặt giũ, nước thải đen phát sinh từ bồn cầu Nhìn chung, thành phần chất ô nhiễm của nước thải từ khu ký túc xá không đáng kể Loại nước này chứa chủ yếu các chất lơ lửng và các chất tẩy rửa nhưng nồng độ các chất hữu cơ lại thấp và khó bị phân hủy sinh học Ngoài ra, trong nước thải còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật gây bệnh nguy hiểm Thành phần ô nhiễm chính đặc trưng cho nước thải là: BOD5, COD, Nito, Photpho

Thành phần chính nước thải ký túc xá:

 Thành phần vật lý:

 Các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải

 Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng 10-4 - 10-6 mm

 Các chất bẩn dạng hòa tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân

tử hoặc phân li thành ion

 Thành phần hóa học:

 Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm 50 – 60% tổng các chất Các chất hữu

cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật và các chất hữu cơ động vật Các chất hữu cơ trong nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (40 – 60%), hydrocacbon (25 – 50%), chất béo và dầu mỡ (10%) Ure cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước thải

 Các chất vô cơ trong nước thải chiếm 40 – 42% gồm: cát, đất sét, axit, bazo vô cơ… Nước thải chứa các hợp chất hóa học dạng vô cơ như sắt, magie, canxi

 Thành phần vi sinh vật: Trong nước thải có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, virus, nấm, rong tảo, trứng giun sán… Về thành phần hóa học thì các loại vi sinh vật này thuộc nhóm các chất hữu cơ

1.1.3 Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt và các công trình nghiên cứu về

xử lý nước thải sinh hoạt

1.1.3.1 Phương pháp cơ học

Các công trình cơ học thường là lưới chắn rác, bể lắng, bể lọc Mục đích là nhằm tách các chất không hòa tan và một phần keo ra khỏi nước thải Ưu điểm của phương pháp

1.1.3.2 Phương pháp Hóa – Lý

Bản chất của phương pháp là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để tác động với các chất bẩn, biến chúng thành các chất khác dưới dạng căn hoặc chất hòa tan không độc hại hoặc không gây ô nhiễm môi trường Các dạng được sử dụng nhiều nhất là phương pháp hấp phụ và trao đổi ion

 Hấp phụ: Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc áp dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả Vật liệu hấp phụ thường là

có độ rỗng, xốp đặc trưng bởi kích thước và hình dáng bên trong của khoảng trống và lỗ xốp

 Trao đổi ion: Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ Phương pháp này cho phép thu hồi các chất và đạt được mức độ làm sạch cao Vì vậy nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải Bản chất của quá trình trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên

bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này được gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước Các chất trao đổi ion có khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là các cationit và chúng mang tính acid Các chất có khả năng trao đổi với các ion âm gọi là các anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc

hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo

1.1.3.3 Phương pháp sinh học

Xử lý sinh học gồm xử lý kị khí; xử lý bằng bùn hoạt tính hoặc kết hợp cả hai Người

ta cũng dùng chế phẩm sinh học nhằm xử lý chất thải rắn Một số loài thủy sinh hoặc cây trồng có thể hấp thu các thành phần độc hại (Kim loại nặng) trong nước thải Bản chất của phương pháp là dựa vào hoạt động sống của các vi sinh vật để oxi hóa chất hữu cơ dưới dạng keo và dạng hòa tan Nhóm vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh, sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Các công trình xử lý sinh học được chia làm hai nhóm chính: Xử lý trong điều kiện tự nhiên và xử lý trong điều kiện nhân tạo Các công trình xử lý trong điều kiện nhân tạo thường diễn ra nhanh hơn, có khả năng giảm tải lượng chất hữu cơ cao: BOD5 tới 95%

Công trình nghiên cứu trong nước về xử lý nước thải sinh hoạt bằng biện pháp sinh học nổi bật có thể kể đến “Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt bằng công nghệ sinh học theo modun Hofmann Klaro” được thực hiện bởi KTS Hofmann và đồng sự, với các ưu điểm vượt trội như: Sử dụng các nguyên tắc, nguyên lý của dòng chảy tự nhiên

và không khí để làm sạch 98% nước trong 6h Đạt tiêu chuẩn Âu Châu về xử lý nước thải sinh hoạt; Có thể áp dụng cho các loại nhà ở, khách sạn, nhà hàng, khu du lịch, khu đô thị, có quy mô từ hộ gia đình đế hàng chục ngàn người; Không sử dụng hóa chất, màng lọc, thiết bị cơ khí, tiết kiệm 75% điện năng so với các hệ thống xử lý nước thải khác; Tiết kiệm diện tích xây dựng, khai thác không gian ngầm, lắp đặt và vận hành đơn giản; Kiểm soát tự động hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ định vị toàn cầu GPS; Có thể thay thế các nhà máy xử lý nước thải tập trung, các trạm xử lý nước, hệ thống xử lý nước hiện hữu; Đáp ứng các nhu cầu xử lý nước thải theo nhu cầu của khách hàng theo từng giai đoạn phát triển của dự án; Cung cấp các dịch vụ đồng bộ cho khách hàng từ khảo sát, thiết kế, thi công, lắp đặt, đào tạo, bảo dưỡng,

bảo hành và kiểm soát từ xa hoạt động của hệ thống xử lý nước thải [3]

Hình 1.1 Ứng dụng công nghệ Hofmann Klaro tại khu công nghiệp Đại An – Đà Nẵng

Nguồn:Tổng hội xây dựng Việt Nam (VFCEA) [3]

Tại Thụy Điển, để điều tra về việc xử lý nước thải bằng việc sử dụng các cây thủy trúc, một nhà máy thí điểm được xây dựng lên trong nhà kính nằm ở Solna, Thụy Điển Kế hoạch bao gồm các bước bao gồm thực hiện quy trình chu trình sinh hóa, xử

lý tảo và lọc cát Hệ thống xử lý tiếp nhận khoảng 0,56 – 0,85 m3 nước thải sinh hoạt mỗi ngày từ khu vực Överjärva gård Trải qua các cuộc thử nghiệm được thực hiện trung bình hai lần mỗi tuần trong khoảng thời gian ba năm, bao gồm phân tích và đo lường chất lượng nước và các thông số vật lý, nồng độ nước thải đầu vào trung bình: COD khoảng 475 mg/L, tổng Nito 100 mg/L, tổng Photpho là 12 mg/L Qua quá trình thực nghiệm, kết quả thu được là khoảng 85 – 90% nồng độ COD được xử lý; Nito là khoảng 72% trong đó có khoảng 4% lượng Nito được loại bỏ được cây hấp thụ trong giai đoạn sinh trưởng; Photpho được hấp phụ trong bể thiếu khí và bể lọc cát, với

khoảng 47% lượng photpho bị loại bỏ bởi thực vật, vi khuẩn và tảo [4]

Công nghệ Swim-bed xử lý nước thải sinh hoạt tại Đà Lạt được thực hiện bởi trường Đại học Yersin – Đà Lạt, qua 90 ngày nghiên cứu với các tải trọng hữu cơ (OLR) là 0,5, 1,0 và 1,5 kg/m3.ngày, cho kết quả là hiệu suất xử lý COD, Nito và Photpho tương đối cao Với COD lần lượt đạt 80,1%, 75,7% và 74,1%; với Nito lần lượt là 88,69%, 50,3% và 47,7% và 50,2%, 55,58% và 52,1% là hiệu suất xử lý Photpho qua các OLR

Hình 1.2 Mô hình Swim-bed xử lý nước thải sinh hoạt

Theo Công ước Ramsar (1971), ĐNN được định nghĩa như sau: ĐNN được coi là các vùng đầm lầy, than bùn hoặc vùng nước dù là tự nhiên hay nhân tạo, ngập nước thường xuyên hoặc từng thời kỳ, là nước tĩnh, nước chảy, nước ngọt, nước lợ hay nước mặn, bao gồm cả những vùng biển mà độ sâu mực nước khi thủy triều ở mức thấp nhất không vượt quá 6m

1.2.2 Các loại hệ thống đất ngập nước nhân tạo và cấu tạo của chúng

Hình 1.3 Phân loại đất ngập nước

Nguồn: Lê Văn Khoa [6]

1.2.2.1 Đất ngập nước dòng chảy mặt (Surface Flow Wetland)

Là một hệ thống mô phỏng một đầm lầy hay ĐNN tự nhiên Dưới đáy hệ thống là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước Dòng nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc Hình dạng hệ thống này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong hệ thống là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy

Thực vật thân nổi

Thực vật lá nổi

Phương ngang

Phương đứng

ĐNN kiểu lai

DC từ trên xuống

DC từ dưới lên

Theo triều

1.2.2.2 Đất ngập nước dòng chảy ngầm

Hệ thống này mới xuất hiện gần đây và được biết đến với các tên gọi khác nhau như lọc ngầm trồng cây (Vegetated submerged bed – VBS), hệ thống xử lý với vùng rễ (Root zone system), bể lọc với vật liệu sỏi trồng sậy (Rock reed filter) hay bể lọc vi sinh và vật liệu (Microbial rock filter) Cấu tạo của hệ thống đất ngập nước ngầm trồng cây về cơ bản cũng gồm các thành phần tương tự như bãi lọc trồng cây ngập nước nhưng nước thải chảy ngầm trong phần lọc của bãi lọc Lớp lọc, nơi thực vật phát triển, thường gồm có đất, cát, sỏi, đá dăm và được xếp theo thứ tự từ trên xuống dưới, giữ độ xốp của lớp lọc Dòng chảy có thể có dạng chảy từ dưới lên, từ trên xuống dưới hoặc chảy theo phương nằm ngang Dòng chảy phổ biến nhất ở bãi lọc ngầm là dòng

chảy ngang Hầu hết các hệ thống được thiết kế với độ dốc 1% hoặc hơn [6]

Hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy ngang có khả năng xử lý CHC và chất rắn lơ lửng tốt, nhưng khả năng xử lý các chất dinh dưỡng lại thấp, do điều kiện thiếu oxy, kị khí trong các hệ thống không cho phép nitrat hoá amoni nên khả năng xử lý nitơ bị hạn chế Xử lý phốtpho cũng bị hạn chế do các vật liệu lọc được sử dụng (sỏi, đá dăm) có khả năng hấp phụ kém

 Hệ thống ĐNN nhân tạo với dòng chảy ngang (Horizontal subsurface flow - HSF): Hệ thống này được gọi là dòng chảy ngang vì nước thải được đưa vào và chảy

chậm qua tầng lọc xốp dưới bề mặt của nền trên một đường ngang cho tới khi nó tới được nơi dòng chảy ra Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí Các đới hiếu khí ở xung quanh

rễ và bầu rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt Khi nước thải chảy qua đới rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của VSV bởi các quá trình hóa sinh Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ thống HSF là cây sậy

Hình 1.4 Sơ đồ đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm theo chiều ngang (Vymazal, 1997)

 Hệ thống ĐNN nhân tạo với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow – VSF): Nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên bề mặt Nước chảy xuống

dưới theo chiều thẳng đứng Ở gần dưới đáy có ống thu nước đã xử lý để đưa ra ngoài Các hệ thống VSF thường xuyên được sử dụng để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử

lý lần 1 Thực nghiệm đã chỉ ra là nó phụ thuộc vào xử lý sơ bộ như bể lắng, bể tự hoại Hệ thống ĐNN nhân tạo cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý

sinh học [7] Tuy nhiên, trên thực tế mô hình ĐNN nhân tạo được xây dựng theo hai

hệ thống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (SFW); Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm (hay Bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hoặc dòng chảy thẳng đứng (SSF)) Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động theo cùng một cơ chế

Hình 1.5 Sơ đồ đất ngập nước nhân tạo chảy ngầm theo chiều đứng (Cooper, 1996)

1.2.3 Chức năng của đất ngập nước

1.2.3.1 Chức năng sinh thái

 Nạp nước ngầm: Nước được thấm từ các vùng ĐNN xuống các tầng ngập nước trong lòng đất, nước được giữ lại ở đó và điều tiết dần thành dòng chảy bề mặt

 Hạn chế ảnh hưởng lũ lụt: Bằng cách giữ và điều hòa lượng nước mưa như

“bồn chứa” tự nhiên, giải phóng nước lũ từ từ, từ đó có thể làm giảm hoặc hạn chế lũ lụt ở hạ lưu

 Ổn định vi khí hậu: Do chu trình trao đổi chất và nước trong các HST, nhơ lớp phủ thực vật của ĐNN, sự cân bằng giữa O2 và CO2 trong khí quyển làm cho vi khí hậu địa phương được ổn định

 Chống sóng, ổn định bờ biển là chống xói mòn: Nhờ lớp phủ thực vật, đặc biệt

là RNM ven biển, thảm cỏ… có tác dụng làm giảm sức gió của bão và bào mòn đất của dòng chảy bề mặt

 Xử lý nước, giữ lại chất cặn, chất độc…: Vùng ĐNN được coi như “bể lọc” tự nhiên, có tác dụng giữ lại các chất lắng đọng và chất độc

 Giữ lại chất dinh dưỡng: Làm nguồn phân bón cho cây và thức ăn của các sinh vật sống trong HST đó

 Sản xuất sinh khối: Rất nhiều vùng ĐNN là nơi sản xuất và xuất khẩu sinh khối làm nguồn thức ăn cho các sinh vật thủy sinh, các loài động vật hoang dã cũng như vật nuôi

 Giao thông thủy: Hầu hết các sông, kênh rạch, các vùng hồ chứa nước lớn, vùng ngập lụt thường xuyên hay theo mùa,… vận chuyển thủy đóng vai trò quan trọng trong đời sống cũng như phát triển kinh tế của các cộng đồng dân địa phương

1.2.3.2 Chức năng kinh tế

 Tài nguyên rừng: cung cấp một loạt các sản phẩm quan trọng như gỗ, than, củi

và các sản phẩm khác như nhựa, tinh dầu, tanin, dược liệu… Nhiều vùng ĐNN giàu động vật hoang dã cung cấp các sản phẩm có giá trị thương mại cao

 Thủy sản: môi trường sống và nơi cung cấp thức ăn cho cá, loài thủy sản

 Tài nguyên cỏ, tảo biển: thức ăn của nhiều loại thủy sinh vật, người và gia súc, ngoài ra còn làm phân bón và dược liệu,…

 Sản phẩm nông nghiệp: các ruộng lúa nước chuyên canh hoặc xen canh với các cây hoa màu khác tạo nên nhiều sản phẩm quan trọng của vùng ĐNN

 Cung cấp nước ngọt: là nguồn cung cấp nước ngọt cho sinh hoạt, tưới tiêu, cho chăn nuôi gia súc và sản xuất công nghiệp

 Tiềm năng năng lượng: than bùn, các đập, thác nước… là những nguồn năng lượng quan trọng

1.2.3.3 Giá trị đa dạng sinh học

Giá trị đa dạng sinh học là thuộc tính đặc biệt và quan trọng của ĐNN Nhiều vùng ĐNN là nơi cư trú thích hợp của các loài động vật hoang dã, đặc biệt là các loài chim nước, trong đó có nhiều loài chim di trú

Riêng HST RNM vùng cửa sông ven biển, một kiểu HST được tạo thành bởi môi trường trung gian giữa biển và đất liền, là một HST có năng suất cao, đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học Đó là nơi cung cấp các lâm sản, nông sản, hải sản có giá trị kinh tế cao

Giá trị đa dạng sinh học của ĐNN bao gồm cả giá trị văn hóa, nó liên quan tới cuộc sống tâm linh, các lễ hội truyền thống phản ánh ước vọng của người dân địa phương sống trong đó và các hoạt động du lịch sinh thái… Giá trị văn hóa còn bao gồm cả tri thức bản địa của người dân nuôi trồng khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên và

cách thích ứng của con người với môi trường tự nhiên [6]

1.2.4 Ứng dụng đất ngập nước nhân tạo trong xử lý nước thải sinh hoạt

1.2.4.1 Trên thế giới

Ở miền bắc Thụy Điển, bãi lọc trồng cây ngập nước được sử dụng để xử lý bổ sung nước thải sau các trạm xử lý đô thị Nhìn chung, khử nito là mục đích chính, mặc dù hiệu quả xử lý TSS và BOD5 cũng khá cao Nghiên cứu của J.L, Anderson, S Kallner Bastviken và K S Tonderski đã đánh giá hoạt động trong 3 – 8 năm của bốn bãi lọc trồng cây quy mô lớn (diện tích 20 – 28 ha) Hai bãi lọc tiếp nhận nước thải đô thị, với các khâu xử lý hóa học và cơ học Hai bãi lọc còn lại tiếp nhận nguồn nước thải đã được xử lý sinh học, do đó nồng độ BOD5 và NH4+ - N đầu vào bãi lọc thấp hơn Các bãi lọc hoạt động khá ổn định, loại bỏ 0,7 – 1,5 tấn N/ha Năm Đây là giá trị trung bình trong thời gian nghiên cứu, với tải trọng biến đổi từ 1,7 – 6,3 tấn N/ha Năm Lượng P bị khử cũng biến đổi trong khoảng 10 – 41 kg/ha Năm, phụ thuộc vào các giá trị tải trọng khác nhau, các dạng hợp chất P và vòng tuần hoàn nội tại của P trong

các bãi lọc [8]

1.2.4.2 Tại Việt Nam

Nghiên cứu xử lý nước thải xám bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam do PGS TS Nguyễn Việt Anh và nhóm nghiên cứu thực hiện Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm như: với sơ đồ bậc 1, chất lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây cho phép đạt tiêu chuẩn nước loại B đối với các chỉ tiêu COD, TSS, T – P Với sơ đồ bậc 2 nối tiếp, chất lượng nước đầu ra sau bể lọc trồng cây đạt tiêu chuẩn loại A với các chỉ tiêu COD, TSS, T – P Tuy nhiên, với chế độ luôn ngập nước, chỉ tiêu NH4 – N và vi sinh vật trong nước còn vượt

quá tiêu chuẩn [9]

Nghiên cứu sử dụng xỉ than nhà máy nhiệt điện Mông Dương làm chất nền trong hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt do Ths Nguyễn Thị Lan Hương thực hiện Kết quả nghiên cứu cho thấy công thức có khả năng xử lý tốt nhất là

1.3 Giới thiệu địa điểm nghiên cứu

1.3.1 Giới thiệu trường Đại học Thủy Lợi – phố Hiến, Hưng Yên

1.3.1.1 Vị trí địa lý

Trường Đại học Thủy Lợi được xây dựng nằm cách trung tâm Hà Nội khoảng 60km

về hướng Đông Nam Khu vực xây dựng Trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng nằm trong Khu Đại học Phố Hiến, thuộc địa giới hành chính của xã Nhật Tân và xã An Viên, huyện Tiên Lữ, tỉnh Hưng Yên Diện tích đất dự án đến năm 2020 đã được phê duyệt trong QĐ 1998/QĐ-UBND ngày 25/11/2011 của UBND tỉnh Hưng Yên là

80,33ha [1]

Hình 1.6 Vị trí địa lý trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng tại tỉnh Hưng Yên Giới hạn của dự án như sau:

 Phía Bắc giáp: Hành lang đường 38B

 Phía Nam giáp: Khu dân cư thôn An Xá, xã An Viên, huyện Tiên Lữ

 Phía Đông giáp: Đất canh tác xã Dị Chế, huyện Tiên Lữ

 Phía Tây giáp: Hành lang đường 61

1.3.1.2 Địa hình địa mạo

Khu đất bằng phẳng hiện là đất canh tác nông nghiệp có cao độ thấp Thấp hơn mặt đường quốc lộ 38B là - 2,1m, trong khai thác sử dụng sau này cần phải đắp để đáp ứng

nhu cầu thoát nước và nền kỹ thuật công trình Hướng dốc địa hình từ Bắc xuống Nam

 Mùa hè:nóng ẩm, mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 10

 Mùa đông: lạnh, khô hanh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau:

 Nhiệt độ không khí trung bình năm : 24,10C

 Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình năm : 26,70C

 Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình năm : 20,80C

 Độ ẩm:

 Độ ẩm tương đối trung bình năm : 84%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất tuyệt đối trong năm : 19%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất trung bình năm : 69%

 Gió: chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính: gió Đông Bắc thổi vào mùa lạnh

và gió Đông Nam thổi vào mùa nóng Vào các tháng 6, 7 có xuất hiện đợt gió khô nóng; mùa đông từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau có những đợt rét đậm kéo

sông, ngòi (sông Luộc, sông Lê Như Hổ, sông Bác Hồ, sông Hòa Bình….) lại nằm trong hệ thống đại thủy nông Bắc Hưng Hải, đảm bảo tương đối chủ động cung cấp nước trong mùa khô hạn và tiêu úng trong mùa mưa lũ

1.3.1.5 Địa chất thủy văn, địa chất công trình

Cấu trúc địa chất nền khu vực khảo sát khá phức tạp, đến hết độ sâu khảo sát (40m) cấu tạo từ 5 lớp Lớp bùn có sức chịu tải rất nhỏ

Địa hình khu đất bằng phẳng, nằm ngay cạnh đường nhựa, thuận tiện cho thi công xây dựng Tuy nhiên khu đất hiện là ruộng lúa nên để xây dựng cần phải tôn đắp thêm Nước dưới đất nằm cách mặt đất 0,6m Nền là đất sét pha dẻo mềm nên có thể hút nước trực tiếp trong hố móng mà không cần giải pháp tiêu nước hố móng đặc biệt

1.3.2 Tình hình tiêu thoát nước và xử lý nước thải

1.3.2.1 Hệ thống tiêu thoát nước

thăm kết hợp đặt chủ yếu trên vỉa hè sau đó thoát vào các tuyến mương thoát nước [1]

b Hệ thống tiêu thoát nước thải

Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được thiết kế cho tất cả các khu vệ sinh trong công trình

Nước thải ở các khu vệ sinh được thoát theo hai hệ thống riêng biệt: Hệ thống thoát nước rửa, hệ thống thoát xí

Nước rửa từ các phễu thu sàn, chậu rửa được thoát vào hệ thống ống nhánh, ống đứng

Nước từ tiểu nam và phân từ các xí bệt được thu vào hệ thống ống nhánh, ống đứng rồi đưa về 8 bể tự hoại (đặt phía ngoài sân nhà) dung tích mỗi bể 40m3 trước khi dẫn vào

đứng và đổ vào rãnh thoát nước mặt ngoài nhà [1]

1.3.2.2 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

a Giới thiệu quy trình xây dựng, vận hành

Trạm xử lý nước thải được đưa vào hoạt động chính thức từ tháng 1/2017 Trạm xử lý nước thải được xây dựng phải đạt chất lượng nước thải sau xử lý thấp nhất là giá trị cột

B của quy chuẩn QCVN14:2008/BTNMT

Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của trạm xử lý

Nguồn: Đại học Thủy Lợi (2012) [1]

Nguyên tắc vận hành của trạm xử lý như sau:

 Thời gian hoạt động:

 Trong những trường hợp sửa chữa cần dừng hoạt động của trạm thì thời gian ngừng hoạt động liên tục không quá 8h, sau đó cần phục hồi hoạt động ít nhất 2 ngày trước khi có lần sửa chữa tiếp theo

 Theo dõi điều khiển:

 Các máy móc trong trạm xử lý gồm các máy bơm nước thải, máy thổi khí,… đều được theo dõi chế độ hoạt dộng Chế độ chạy/nghỉ của các máy được hiển thị bằng các đèn báo xanh/đỏ trên tủ điều khiển;

 Dự kiến thời gian để khởi động dây chuyền, hình thành được lượng bùn hoạt tính là 30 ngày;

 Thời gian vận hành thử và điều chỉnh các thông số máy móc diễn ra trong khoảng 1 tháng để có thể đặt các máy chạy ở chế độ tối ưu

 Các công trình: bể điều hòa, bể hiếu khí chưa được lắp ráp hoàn thiện các thiết

bị cần thiết cho hoạt động vận hành dẫn đến hiệu quả hoạt động chưa cao;

 Theo quan sát, nước thải ra khỏi trạm xử lý có mùi hôi thối, điều này cho thấy chất lượng nước thải sau khi xử lý của trạm chưa đạt yêu cầu

1.3.2.3 Nội dung yêu cầu nghiên cứu

Hiện nay, trạm xử lý nước thải hiện hành chưa được hoàn chỉnh, hiệu quả xử lý chưa cao Trong thời gian tới, trường sẽ tiếp tục đầu tư nhằm hoàn chỉnh trạm xử lý, nên sẽ

hoàn chỉnh lại chưa đánh giá được, với cách vận hành và bảo quản còn nhiều khiếm

khuyết dẫn đến chất lượng đầu ra của hệ thống sẽ khó có thể đảm bảo theo quy chuẩn

QCVN14:2008/BTNMT Điều này chủ yếu phụ thuộc vào khả năng đầu tư của nhà

trường cũng như phương hướng hoạt động trong giai đoạn tới mà luận văn chưa thể

làm rõ được

Trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng nằm trong vùng có địa hình đồng bằng bằng

phẳng, không gian rộng, quỹ đất lớn rất phù hợp với việc áp dụng phương pháp xử lý

sinh học như: ao hồ sinh học, bãi lọc,… với quy trình vận hành đơn giản, ít tốn chi phí

Việc lựa chọn phương án xử lý hiện hành gây tốn kém nhưng hiệu quả chưa cao, chưa

tận dụng được lợi thế của trường Để giúp tăng thêm phương án xử lý, nghiên cứu và

tận dụng lợi thế, luận văn đề xuất phương án song song, cụ thể là:

 Hệ thống trạm xử lý nước thải: vận hành với điều kiện hiện tại,

 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để hỗ trợ xử lý với chi

phí thấp

Với ý tưởng trên, mục đích nghiên cứu của luận văn đạt được là:

 Đánh giá được chất lượng nước đầu ra của hệ thống xử lý nước thải hiện hành

và hiệu quả xử lý;

 Đề xuất, tính toán các thông số kỹ thuật sơ bộ cho hệ thống xử lý nước thải theo

hình thức bãi lọc nước nhân tạo để xử lý tiếp nước thải đầu ra của hệ thống xử

lý đã xây dựng nhằm hỗ trợ cho hệ thống với chi phí thấp nhằm đạt được theo

yêu cầu xả thải

Tóm lại, trong chương 1 luận văn đã đánh giá được tổng quan về nước thải sinh hoạt,

tổng quan về đất ngập nước và ứng dụng cho việc xử lý nước thải sinh hoạt, giới thiệu

về trường Đại học Thủy Lợi cơ sở mở rộng tại Hưng Yên Bên cạnh đó, luận văn đã

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUỒN NƯỚC, CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 Hiện trạng nguồn nước cơ sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi tại Hưng Yên

2.1.1 Nguồn nước cấp

Nước cấp cho công trình được lấy từ mạng cấp nước bên ngoài chung của Trường Đại học Thủy Lợi Nước được cấp vào bể nước ngầm, sau đó được máy bơm bơm trực tiếp lên các bể nước mái tương ứng tại các công trình

Hệ thống máy bơm được bố trí gồm 2 máy tại từng công trình, trong đó 1 máy bơm hoạt động và 1 máy bơm dự phòng hoạt động luân phiên

Do đặc trưng của các tòa nhà gồm 1 khu vệ sinh nên bố trí đường ống cấp nước riêng

từ bể nước mái xuống khu vệ sinh Đường ống đi ngầm tường, trên trần nhà và trong

hộp kỹ thuật [1]

2.1.2 Nguồn nước mưa

Hiện nay, nhà trường chưa có phương án quản lý sử dụng nước mưa trong khuôn viên trường, nước mưa được bố trí thu trên mái các tòa nhà, sau đó sẽ đổ vào hệ thống thoát nước ngoài nhà cho chảy tràn ra kênh tiếp nhận xung quanh trường, tại đây nước mưa

sẽ trộn lẫn với nước thải sinh hoạt Ngoài ra, nước mưa cũng được thu vào các hố ga rồi thoát ra hệ thống thoát nước ngoài nhà

Vào mùa mưa, lưu lượng nước mưa lớn sẽ hòa tan nước mặt trên kênh tiếp nhận, gây

ảnh hưởng đến việc xử lý nước thải [1]

2.1.3 Nguồn nước tại kênh tiếp nhận

Kênh tiêu (kênh tiếp nhận) được trường xây dựng khép kín, tại điểm đầu vào điểm cuối kênh đều có hệ thống cống đóng/mở tùy theo từng mùa Kênh được thiết kế có độ dốc nhằm mục đích giúp cho nước bên trong kênh tự chảy ra hệ thống sông và khu vực lân cận Vì vậy, nước tại kênh tiếp nhận không chịu ảnh hưởng từ nguồn nước bên ngoài Ngoài ra, trong khuôn viên trường có 1 hồ điều hòa nằm ở vị trí trung tâm, qua quan sát chưa có dấu hiệu bị ô nhiễm

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nước thải

STT Ký hiệu Tọa độ vị trí lấy mẫu Mô tả vị trí lấy mẫu

Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nước mặt

STT Ký hiệu Tọa độ vị trí lấy mẫu Mô tả vị trí lấy mẫu

20.690396° N 106.103291° E

Vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước

thải, cách đầu kênh 40m

20.689233° N 106.100749° E

Vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước thải, cách đầu kênh 342,7m

20.688095° N 106.100040° E

Vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước thải, cách đầu kênh 571,24m

20.685609° N 106.101476° E

Vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước thải, cách đầu kênh 805,25m

20.683249° N 106.101085° E

Vị trí lấy mẫu trên kênh tiếp nhận nước thải, cách đầu kênh 79,67m

Các mẫu nước thải và mẫu nước mặt được thể hiện cụ thể trên hình 2.1

 Thời gian lấy mẫu (29/03/2017): điều kiện thời tiết: trời quang mây, có nắng; thời gian lấy mẫu: từ 8h30 đến 10h; nhiệt độ: 240C

2.2.1.2 Các yếu tố phân tích và phương pháp phân tích

 Phương pháp đo nhanh: tiến hành đo nhanh các thông số: pH, DO;

 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: tiến hành phân tích các thông số: TSS, Amoni, PO43-, COD, BOD5 tại PTN Kỹ thuật Môi trường và PTN Đất, Nước, Môi trường của trường Đại học Thủy Lợi – Hà Nội Các thông số trên được xác định theo các phương pháp sau:

 Xác định TSS bằng máy quang phổ DR5000;

 Xác định tổng Nito Kjeldahl (TKN) theo SMEWW 4500-A.B&C:2012 hoặc TCVN 6638:2000 Chất lượng nước – Xác định Nito;

 Xác định Photphat (PO43-) theo SMEWW 4500-P.E:2012;

 Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày theo SMEWW 5210:B:2012 – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (BODn);

 Xác định nhu cầu ôxy hóa học theo SMEWW 5220:C:2012 – Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD)

Kết quả số liệu chất lượng nước thải và nước mặt được thể hiện chi tiết qua các bảng 2.3 và 2.4

a Số liệu quan trắc chất lượng nước thải

Các số liệu quan trắc nước thải tại vị trí đầu vào và đầu ra của trạm xử lý được thể hiện tại bảng 2.3