Nghiên cứu giải pháp cải tạo nâng cấp hệ thống xử lý nước thải một số bệnh viện trên địa bàn tình nghệ an

Hiện nay quá trình đô thị hoá ở Việt Nam diễn ra rất nhanh nhưng cơ sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại các đô thị, khu tái định

LỜI CẢM ƠN

Được sự quan tâm giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của tập thể các giáo sư, phó giáo sư, tiến sỹ, giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi, sự tham gia góp ý của các nhà khoa học, các nhà quản lý, bạn bè, đồng nghiệp cùng sự nỗ lực của bản thân tác giả, luận văn này được hoàn thành vào tháng 03 năm 2012 tại khoa Sau đại học trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội

Tự đáy lòng mình tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới nhà giáo PGS.TSKH Nguyễn Trung Dũng người thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp đã tận tình chỉ bảo hướng đi cũng như cung cấp các thông tin và căn cứ khoa học cần thiết cho luận văn

Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo, tập thể giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi, gia đình cùng bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập và hoàn thành luận văn này

Cuối cùng xin chân thành cảm ơn Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả được trình bày luận văn này

Hà nội, tháng 03 năm 2012

Tác giả

Trần Thanh Khiêm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện

Các số liệu và kết luận nghiên cứu trình bày trong luận văn chưa từng được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Học viên

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

B ảng 1.5.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người 10

B ảng 1.5.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp của APHA 11

B ảng 1.5.3 Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp 12

B ảng 1.5.4 Tính chất đặc trưng của nước thải 1 số ngành công nghiệp 13

B ảng 2.1.1 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải 18

B ảng 2.1.2 Áp dụng các công trình xử lý hoá học trong xử lý nước thải 20

B ảng 3.1.4.1 Mật độ xây dựng các hạng mục công trình 48

B ảng 3.1.4.2 Tải trọng bổ sung từ các bể tự hoại 48

B ảng 3.1.4.3 Tiêu chuẩn nước sau xử lý 49

B ảng 3.1.4.4 Chu trình làm việc của C-tech 53

B ảng 3.3.1 Tải trọng ô nhiễm và đặc tính nước thải 63

B ảng 3.4.2 Đánh giá so sánh các phương án xử lý nước thải bằng phương pháp cho điểm 77

DANH M ỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1.2 Hệ thống keo tụ bông kết hợp với bể lắng Lamella 23

Hình 2.1.3 Lực phân tán London (đóng vai trò chính trong quá trình hấp phụ) 25

Hình 2.1.4 Quá trình phân huỷ kỵ khí 28

Hình 2.1.5 Hình minh hoạ cơ chế xử lý của ao sục khí 30

Hình 2.1.6 Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

(Attacted Growth Activated Sludge Reactor – AASR) 31

Hình 2.1.7 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt 32

Hình 3.1.1 Bản đồ hành chính Thành phố Bắc Ninh 40

Hình 3.1.2 Vị trí thành phố Bắc Ninh trong vùng kinh tế 42

Hình 3.1.3 Nhà văn hoá trung tâm thành phố Bắc Ninh đang được xây dựng 45

Hình 3.1.4 Chu kỳ hoạt động của bể C-tech 54

Hình 3.2.1 Nước thải và rác nông nghiệp được đổ trực tiếp ra kênh tiêu 58

Hình 3.2.2 Rác thải nông nghiệp được đốt trên kênh tiêu 59

Hình 3.2.3 Rác nông nghiệp thải trực tiếp trên kênh tiêu 59

Hình 3.2.4 Nước thải của nhà dân không được tiêu thoát gây lắng đọng và bốc mùi khó chịu 60

Hình 3.2.5 Nước đọng tại các rãnh thoát nước gây ô nhiễm 61

Hình 3.2.6 Nước thải tại các rãnh thoát nước chính lẫn rác khi mưa xuống không được tiêu thoát 61

Hình 3.3.3 Sơ đồ công nghệ 64

Hình 3.4.1 Các yếu tố của hệ thống xử lý nước thải 66

Hình 3.4.2 Hai khu vực khác nhau về cơ bản khi áp dụng xử lý nước thải phi tập trung 66

Hình 3.4.3 Hệ thống xử lý nước thải tập trung phục vụ trung tâm thành phố 67

Hình 3.4.4 Hệ thống xử lý nước thải tập trung phục vụ trung tâm thành phố và các vùng phụ cận (Đây là phương pháp xử lí điển hình của phương tây) 67

Hình 3.4.5 Hệ thống xử lý nước thải tập trung có bổ sung xử lý phi tập trung trong khu vực nông thôn (Đây là mô hình điển hình cho nhiều khu vực tại Châu Âu) 68

Hình 3.4.6 Hệ thống xử lý nước thải tập trung và phi tập trung phục vụ trung tâm

thành phố và các vùng phụ cận (đây là giải pháp cho các đô thị Việt Nam) 68

Hình 3.4.7 Mô hình ứng dụng xử lý nước thải phi tập trung điển hình 69

Hình 3.4.8 Tỉ lệ chi phí đầu tư cho các hệ thống xử lý tập trung/phi tập trung 70

Hình 3.4.9 Tỉ lệ chi phí đầu tư cho các hệ thống cống và đường ống 71

Hình 3.4.10 Mô hình kết hợp giữa xử lý nước thải phi tập trung và tập trung 75

Hình 3.4.11 So sánh giữa các phương án vệ sinh theo thu nhập 76

Hình 3.4.12 Chi phí cho thoát nước và xử lý nước thải theo mật độ dân cư 76

Hình 3.4.13 Đề suất xây dựng NM xử lý nước thải phi tập trung tại kênh tiêu 79

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD: Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học

BOD: Nhu cầu ôxy sinh hoá sau 5 ngày

COD: Chomical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học

DO: Dissolved Oxygen - Lượng oxy hoà tan

SS: Suspended Soild - Chất rắn lơ lửng

F/M: Food – Microganism Ration - Tỷ lệ thức ăn cho vi sinh vật

MLSS: Mixed Liquor Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l

MLVSS: Mixed liquor Volatile Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/l

VS: Volatile Soild - Chất rắn bay hơi, mg/l

SVI: Sludge Volume Index - Chỉ số thể tích bùn mg/l

TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

XLNT: Xử lý nước thải

ODA: Official Development Assistance- Vốn đầu tư nước ngoài

WWWTP: Hệ thống xử lý nước thải

Sewer System: Hệ thống cống rãnh

WRT: Wastewater Reception Tank - Ngăn tiếp nhận nước thải

NMXLNT: Nhà máy xử lý nước thải

NMXLNTTT: Nhà máy xử lý nước thải tập trung

M ỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

4 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Cách tiếp cận

4.2 Phương pháp nghiên cứu

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

CHƯƠNG1 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM VÀ QUẢN LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 1

1.1 PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ BỀN VỮNG 1

1.2 THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM 2

1.3 THỰC TRẠNG VIỆC TIÊU THOÁT NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 6

1.4 QUẢN LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 7

1.5 ĐẶC ĐIỂM NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 9

1.5.1 Nước thải sinh hoạt 9

1.5.2 Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất) 11

1.5.3 Nước thải là nước mưa 14

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TẬP TRUNG VÀ PHI TẬP TRUNG 17

2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ BẢN 17

2.1.1 Xử lý cơ học 17

2.2.2 Phương pháp xử lý hoá học và hoá lý 20

2.1.3 Phương pháp sinh học 25

2.2 PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG VÀ PHI TẬP TRUNG 34

2.2.1 Phương án xử lý nước thải tập trung 34

2.2.2 Phương án xử lý nước thải phi tập trung 34

2.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TRONG HOÀN CẢNH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ HIỆN NAY 37

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ PHI TẬP TRUNG VÀ ÁP DỤNG CHO KHU TÁI ĐỊNH CƯ THUỘC PHƯỜNG ĐẠI PHÚC

THÀNH PHỐ BẮC NINH 40

3.1 GIỚI THIỆU THÀNH PHỐ BẮC NINH VÀ DỰ ÁN TIÊU THOÁT VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CỦA THÀNH PHỐ BẮC NINH 40

3.1.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên 40

3.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 43

3.1.3 Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội và quản lý đô thị thành phố Bắc Ninh 45

3.1.4 Dự án tiêu thoát và xử lý nước thải tập trung của thành phố Bắc Ninh 47

3.2 GIỚI THIỆU KHU TÁI ĐỊNH CƯ PHƯỜNG ĐẠI PHÚC THÀNH PHỐ BẮC NINH 56 3.2.1 Điều kiện tự nhiên xã hội 56

3.2.2 Thực trạng tình hình vệ sinh môi trường tại khu giãn dân Phường Đại Phúc 57

3.2.2 Sự cần thiết phải đầu tư 62

3.3 PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ PHI TẬP TRUNG CỦA KHU TÁI ĐỊNH CƯ PHƯỜNG ĐẠI PHÚC THÀNH PHỐ BẮC NINH 63

3.3.1 Tải trọng ô nhiễm 63

3.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước thải đã qua xử lý 63

3.3.3 Lựa chọn công nghệ xử lý 64

3.4 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ 65

3.4.1 Lý do thực hiện xử lý nước thải phi tập trung tại các đô thị và đâu là cách xử lý phù hợp - Tập trung hay phi tập trung? 65

3.4.2 Áp dụng phương pháp so sánh và chỉ tiêu đánh giá cho Phường Đại Phúc 77

A KẾT LUẬN 80

B KIẾN NGHỊ 82

NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Môi trường có tầm quan trọng đặc biệt với đời sống con người, sinh vật và sự phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của loài người nói chung, của từng quốc gia và

từng địa phương nói riêng Trong quy hoạch và xây dựng đô thị nếu không cân

nhắc, tính toán đến các yếu tố môi trường một cách đầu đủ thì có thể gây ra hậu quả

xấu, làm sa sút, suy thoái môi trường, nguy hại đến sức khỏe con người và hạn chế

sự phát triển kinh tế xã hội Chúng ta quan tâm đến môi trường chính là chúng ta quan tâm và bảo vệ cuộc sống của chính chúng ta

Hiện nay quá trình đô thị hoá ở Việt Nam diễn ra rất nhanh nhưng cơ sở hạ

tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tại các đô thị, khu tái định cư vô cùng thô sơ Có thể nói rằng, người Việt Nam đang làm ô nhiễm nguồn nước uống chính bằng nước sinh hoạt thải ra hàng ngày Nước

thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng ngày càng xấu đi Việc nâng cấp hệ thống thu gom và xử lý nước thải và chất thải rắn không theo kịp được với tốc độ tăng trưởng kinh tế liên tục Hiện tại, chỉ có 60% dân số đô thị được đấu nối vào hệ thống cấp nước tập trung, trong khi đó mức độ bao phủ dịch vụ thu gom nước thải lại tương đối thấp Tuy nhiên, công tác xử lý nước thải vẫn còn hạn chế Việc xả nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chưa qua xử lý vào sông, kênh cũng như xả bừa bãi các chất thải độc hại sẽ gây ran guy hiểm cho sức khỏe cộng đồng và môi trường ở phạm vi rộng

Vấn đề môi trường nước do nước thải gây ra hiện nay đã trở nên trầm trọng ở nhiều địa phương Theo quan trắc các chỉ tiêu như BOD, COD, SS, kim loại nặng

của hệ thống thoát nước đã vượt nhiều lần chỉ tiêu cho phép TCVN 1995 Tỷ lệ các

bệnh liên quan đến nguồn nước ngày càng cao Tại các đô thị và khu tái định cư

hiện nay chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung Nước thải dân sinh được xử lý

sơ bộ qua bể phốt, tại các khu công nghiệp, nhà máy, bệnh viện có trạm xử lý nước

thải nhỏ chỉ chiếm 5% tổng lượng nước thải đô thị, phần còn lại chưa được xử lý xả

thẳng vào hệ thống thoát nước đô thị đã gây ra ô nhiễm môi trường đến mức báo động cho khu vực xung quanh và vùng lân cận, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sự phát triển bền vững

Công tác quản lý thu gom, xử lý nước thải đô thị và khu tái định cư đã được quan tâm nhiều hơn trong mấy năm gần đây, ở một số tỉnh thành phố, khu công nghiệp đã đã có dự án xây dựng trạm xử lý nước thải đang được triển khai Tại thành phố Bắc Ninh dự án thu gom, tiêu thoát và xử lý nước thải được đầu tư bằng

vốn vay của theo hình thức ODA của Đức, đã tiến hành cải tạo và xây mới hệ thống tiêu thoát nước nhằm giảm thiểu tình trạng úng ngập, đồng thời thu gom và xử lý nước thải Tuy nhiên quy định pháp luật chưa hoàn thiện, quy hoạch đô thị chưa đồng bộ, đầu tư hạn hẹp, những hạn chế khó khăn về thể chế, thu hồi chi phí không

đủ để vận hành và bảo dưỡng công trình cũng như thiếu ý thức môi trường của người dân là những nguyên nhân dẫn đến sự yếu kém và thiếu hụt trong ngành thoát nước hiện nay

Phường Đại phúc nằm ở phía nam Thành Phố Bắc Ninh cách trung tâm thành phố 1,5 km, là đầu mối giao thông quan trọng nối liền Thành Phố Bắc Ninh với các tỉnh khác nhờ quốc lộ 1A Hà Nội – Lạng Sơn, cửa ngõ vào thành phố Bắc Ninh Phường Đại Phúc đang trong quá trình chuyển đổi cơ cấu sản xuất từ thuần nông chuyển dần sang sản xuất công nghiệp và dịch vụ Hiện nay Phường Đại Phúc đang tiến hành xây dựng các khu tái định bên cạnh diện tích canh tác nông nghiệp, hệ thống thu gom xử lý nước thải của khu tái định cư chủ yếu là thu gom vào hệ thống thoát chung của thành phố để đưa về nơi xử lý nước tập trung do đó cự ly vận chuyển xa và chi phí lớn

Mặt khác khu tái định cư Phường Đại Phúc gần với khu sản xuất nông nghiệp nên cần phải tận dụng nguồn nước đã qua xử lý để tưới cho cây trồng nhằm tận dụng nguồn nước và giảm bớt chi phí cấp nước tưới cho sản xuất nông nghiệp là một vấn đề cần giải quyết đối với hệ thống thoát nước của khu tái định cư

Từ thực trạng hoạt động của hệ thống thu gom sử lý nước thải của khu tái định

cư, vấn đề cấp thiết đặt ra là phải nghiên cứu phương án xử lý nước thải dân sinh

cho khu đô thị mới vừa đảm bảo giảm chi phí xử lý và phải kết hợp sử dụng được nguồn nước sau xử lý để tưới cho diện tích sản xuất nông nghiệp ở bên cạnh

Xuất phát từ thực trạng hệ thống thu gom xử lý nước thải kết hợp vối những kiến thức đã được nghiên cứu học tập, kết hợp với những kinh nghiệm hiểu biết qua môi trường công tác thực tế, tác giả chọn đề tài: Phân tích kinh tế - kỹ thuật cho phương án xử lý nước thải dân sinh phi tập trung cho khu tái định cư của phường Đại Phúc Thành phố Bắc Ninh làm luận văn thạc sỹ của mình

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Phân tích kinh tế kỹ thuật cho phương án xử lý nước thải dân sinh ở các đô thị, khu tái định cư và làng nghề, từ đó lựa chọn phương án xử lý nước thải dân sinh phi

tập trung cho khu tái định cư Phường Đại Phúc Thành Phố Bắc Ninh

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG

− Đối tượng nghiên cứu: Phân tích kinh tế - kỹ thuật cho phương án xử lý nước thải dân sinh phi tập trung, chủ yếu là gắn liền với khu đô thị, khu tái định cư và làng nghề

− Phạm vi nghiên cứu: Phân tích kinh tế kỹ thuật cho phương án xử lý nước

thải dân sinh phi tập trung cho khu tái định cư của phường Đại Phúc Thành

phố Bắc Ninh

4.1 Cách tiếp cận

− Theo quan điểm hệ thống;

− Theo quan điểm thực tiễn và tổng hợp;

− Theo quan điểm bền vững;

− Theo sự tham gia của người hưởng lợi

4.2 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện mục tiêu và nội dung nghiên cứu đề ra, trong luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

− Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu và thành tựu khoa học công nghệ của các tác giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu về những vấn đề có liên quan đến đề tài

− Phương pháp điều tra thu thập và đánh giá: Điều tra thu thập tài liệu, khảo sát và nghiên cứu thực tế, phân tích đánh giá và tổng hợp tài liệu để từ đó rút

ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào thực tiễn

− Phương pháp phân tích tổng hợp: Việc nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải

có liên quan đến nhiều yếu tố như kỹ thuật, kinh tế, xã hội , có tác động rộng rãi đến cuộc sống của cộng đồng trên địa bàn nghiên cứu vì vậy việc phân tích tổng hợp là cần thiết đối với nghiên cứu này

− Và một số phương pháp khác

5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

− Trình bày có hệ thống các vấn đề lý luận cơ bản cho phương án xử lý nước

thải dân sinh phi tập trung

− Phân tích kinh tế - kỹ thuật

− Đề xuất lựa chọn phương án xử lý nước thải dân sinh phi tập trung cho khu tái định cư của phường Đại Phúc Thành phố Bắc Ninh

6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

a) Ý nghĩa khoa học

Đề tài góp phần tìm hiểu, lựa chọn phương án xử lý nước thải dân sinh phi

tập trung cho khu tái định cư của phường Đại Phúc Thành phố Bắc Ninh Từ đó góp

phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong

sạch hơn, giúp các nhà quản lý làm viẹc hiệu quả và dễ dàng hơn

CH ƯƠNG1 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM VÀ

QUẢN LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ 1.1 PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ BỀN VỮNG

Hệ thống đô thị đóng vai trò như một hệ thống “khung xương” phát triển của

mỗi lãnh thổ, mỗi quốc gia Ngay từ khi mới xuất hiện, các đô thị đã trở thành các

hạt trung tâm thu hút tài nguyên tự nhiên, nhân văn của lãnh thổ; các trung tâm phát triển tổng hợp (hành chính, kinh tế, chính trị…) của lãnh thổ Chính sự ra đời và phát triển của hệ thống đô thị đã đem lại cho con người một cuộc sống đầy đủ hơn, sung túc hơn, tiện nghi hơn… Tuy nhiên, bản thân mỗi đô thị trong quá trình phát triển đã và đang bộc lộ những mặt trái của nó, những tiêu cực về kinh tế, xã hội và môi trường Vì vậy, để có thể phát triển đô thị bền vững đặc biệt là bền vững về môi trường, thì mỗi quốc gia cần phải có những chiến lược và kế hoạch cụ thể Đây cũng là những vấn đề đang được đặt ra đối với hệ thống đô thị ở Việt Nam khi mà Nhà nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa

Một đô thị bền vững trong quá trình phát triển khi nó đạt được một số tiêu chuẩn sau:

- Phát triển bền vững thống nhất cả ba mặt kinh tế, xã hội và môi trường trong

một khuôn khổ nhất định

- Nâng cao chất lượng cuộc sống con người

- Phát triển mà không để ảnh hưởng tới thế hệ sau

- Các đô thị đều có quan hệ mật thiết với các vùng xung quanh

- Quy hoạch và quản lý thống nhất, đồng thuận ở mọi cấp

- Rủi ro về môi trường có thể chấp nhận được trong mục đích phát triển

- Quy mô phát triển dân số và phát triển kinh tế - xã hội của đô thị phải phù hợp

với “chức năng môi trường”, phù hợp với “khả năng chịu tải” của môi trường và tài nguyên thiên nhiên

- Các hoạt động của đô thị thải ra ít chất thải nhất, các chất thải đều được xử lý đúng kĩ thuật vệ sinh môi trường

- Bảo đảm nồng độ các chất gây ô nhiễm môi trường đều đạt tiêu chuẩn môi trường, sức khỏe cộng đồng được bảo vệ tốt

- Kiến trúc các công trình trong đô thị đảm bảo sự hài hòa với thiên nhiên, tiết

kiệm nhiên liệu và năng lượng trong quá trình xây dựng và sử dụng

- Để phát triển đô thị bền vững thì chúng ta phải thực hiện các giải pháp sau:

- Lồng ghép bảo vệ môi trường với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của đô

thị

- Lồng ghép bảo vệ môi trường với quy hoạch phát triển công nghiệp ở các thành

phố

- Xem xét môi trường đối với quy hoạch phát triển giao thông đô thị

- Phát triển cây xanh và bảo tồn mặt nước trong đô thị

- Giáo dục môi trường và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho người dân đô thị

Trong 5 giải pháp trên thì giải pháp “Lồng ghép bảo vệ môi trường với quy

hoạch phát triển kinh tế - xã hội của đô thị”là quan trong nhất và hiệu quả nhất trong phát triển đô thị bền vững về môi trường ở nước ta hiện nay Việc lồng ghép này phải được thực hiện trên quan điểm lợi ích chung của toàn vùng với cách nhìn

tổng thể và lâu dài về bảo vệ môi trường

1.2 THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM

Hệ thống đô thị của Việt Nam được hình thành và phát triển trải qua từng thời kỳ nhất định Trải qua mỗi giai đoạn khác nhau hệ thống các đô thị mang những đặc điểm khác nhau

Những năm đô hộ của phong kiến phương Bắc là thời kỳ hình thành các đô thị Việt Nam, các thế lực phương Bắc đã tập trung lực lượng kinh tế và quân sự dưới các hình thức sở (cấp tỉnh), lỵ (cấp huyện) Hoạt động thủ công nghiệp phát triển với những cảng sông để thiết lập các trạm dịch, các đầu mối giao lưu kinh tế như Luy Lâu (Thuận Thành - Bắc Ninh), Long Biên, Đại La (Hà Nội), Lạch Trường (Thanh Hóa) Cùng với các cảng sông là các đồn trú của quân đội, và các thương gia Hoạt động buôn bán phát triển như cảng Hội An (Quảng Nam), Phố Hiến

(Hưng Yên) đã làm cho hình thức cư trú đô thị xuất hiện một cách nhanh chóng Các đô thị như Huế, Đại La, và Thăng Long hình thành vào thời kỳ này

Khi nước Đại Việt giành được tự chủ, trung tâm kinh tế, chính trị, quân sự của các triều đại phong kiến Đinh, Lý, Trần đã trải qua nhiều lần di chuyển do sự thay đổi của các triều đại Các đô thị thương mại kiểu trạm dịch, cảng sông vẫn tiếp tục hình thành và phát triển cùng với sự hình thành các đồn biên phòng để bảo vệ nền tự chủ của dân tộc Tiêu biểu cho các đô thị này là các đô thị Vĩnh Bình (Lạng Sơn), Vân Đồn (Quảng Ninh) thế kỷ XI - XIV; cảng thị như Phố Hiến (Hưng Yên), Hội An (Quảng Nam) vươn lên hoạt động nhộn nhịp phồn vinh với những đòi hỏi giao lưu, buôn bán ngày càng đông Đến thế kỷ XVII các đô thị Việt Nam trong thời kỳ này là dựa vào các trung tâm hành chính, chính trị kết hợp với các đồn trú

để tạo nên thành trì bảo vệ quyền lợi của các thế lực phong kiến Ở thời kỳ này là sự xuất hiện của các đô thị - cảng mới như Hải Phòng và Đà Nẵng với sức trẻ đang trỗi dậy mạnh, và sự tiếp tục phát triển của các đô thị cổ có từ trước như Thăng Long, Nam Định, Quy Nhơn, Sài Gòn - Gia Định, Hà Tiên Đặc biệt là sự phát triển vượt trội của Huế - kinh tế nhà Nguyễn, cũng như sự bắt đầu phát triển của các đô thị như Thanh Hóa, Hải Dương, Vinh làm cho bức tranh khái quát về các đô thị Việt Nam vẫn phản ánh được dáng vẻ, nhịp độ phát triển của đô thị cổ Việt Nam của các thế kỷ trước đó

Đặc điểm chung của đô thị Việt Nam trong thời kỳ này chủ yếu gắn liền với mục đích hành chính - chính trị Vì thế, phần "đô" xuất hiện trước, kéo theo nó là phần "thị" xuất hiện nhằm phục vụ trước tiên cho bản thân gia đình những vua chúa, quan lại, tầng lớp trên trong xã hội Yếu tố "Đô" trong đô thị Việt Nam luôn gắn liền với "Thành", "Dinh", "Trấn" là những trung tâm cai trị của chính quyền nhà nước quân chủ, được xây dựng do ý trí chủ quan của lực lượng cầm quyền trong xã hội Mặt khác, do nhu cầu phát triển kinh tế, cũng có các đô thị được hình thành - đây là nơi giao lưu của các luồng hàng trong quan hệ thương mại, nơi tập trung các

cư dân buôn bán, tạo thành các "thị"; sau đó do nhu cầu quản lý, nhà nước phong kiến đặt các cơ sở kiểm soát, các nhiệm sở của mình, dần hình thành lên đô thị,

chẳng hạn như Hội An (Quảng Nam) hay Vĩnh Bình (Lạng Sơn) Phần “đô” luôn điều hành, quản trị phần “thị” Các tầng lớp thị dân trong phần "thị" luôn bị chi phối bởi tầng lớp trên là các tầng lớp quan lại, quý tộc Nhìn chung ở Việt Nam trong các giai đoạn đó, sự phát triển hay lụi tàn của các đô thị luôn gắn liền với sự thăng trầm của các triều đại phong kiến

Dưới thời Pháp thuộc, người Pháp đã áp dụng chính sách chia để trị nên tổ chức mạng lưới đô thị hành chính cùng với các đồn trú rải đều trên khắp lãnh thổ nước ta Các đô thị này thực hiện chức năng hành chính là chủ yếu, còn kinh tế kém phát triển Sự nổi bật của thời kỳ này là hệ thống quản lý đô thị kiểu Pháp được hình thành Nhà cửa và cơ sở hạ tầng được quy hoạch, đường sá được mở mang, môi trường được cải thiện Các hoạt động thương mại và sản xuất đi vào chuyên môn hóa cao hơn Các tầng lớp xã hội đô thị hình thành rõ nét như thương nhân, trí thức, viên chức

Từ sau 1954, đất nước ta tạm thời chia làm 2 miền với hai chế độ chính trị khác nhau Sự phát triển kinh tế ở miền Bắc được tiến hành theo hướng "ưu tiên phát triển công nghiệp nặng, đồng thời phát triển công nghiệp nhẹ " Các đô thị được xây dựng theo kiểu tầng bậc rải đều trên khắp lãnh thổ nhằm xóa bỏ dần sự cách biệt giữa các vùng, giữa nông thôn và thành thị, miền xuôi và miền ngược Chiến lược phát triển đô thị là kết hợp chặt chẽ giữa phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng Thời kỳ này tại các đô thị, hệ thống công trình phúc lợi công cộng tương đối hoàn chỉnh như trường học, bệnh viện, công viên, nhà máy sản xuất nước sạch, viện bảo tàng, nhà hát Những thành phố mới được xây dựng trong thời kỳ chống Mỹ như Việt Trì, Thái Nguyên, Uông Bí…

Trong khi đó miền Nam đi theo một chiến lược đô thị khác Các đô thị miền Nam hình thành nhanh chóng nhờ có sự viện trợ của Mỹ cùng với những căn cứ quân sự, các thị tứ hình thành cùng với các ấp chiến lược Mục tiêu chủ yếu của các

đô thị là phục vụ cho bộ máy quân sự của Mỹ Khu công nghiệp duy nhất là khu công nghiệp Biên Hòa Thành phố được đầu tư chủ yếu là Sài Gòn với đầy đủ các công trình phúc lợi Các đô thị khác thực chất là các đô thị quân sự và hành chính

Sau 1975, đất nước ta hoàn toàn thống nhất, hệ thống đô thị hai miền Nam - Bắc có những khác nhau về cấu trúc đô thị Để phù hợp với tiến trình chung của cả nước, chúng ta phải tiến hành điều chỉnh từ sự phân bố các khu công nghiệp cho đến phân

bố dân cư trên lãnh thổ nhằm đạt được sự phân bố lực lượng sản xuất hợp lý Hệ thống đô thị hình thành, chức năng từng đô thị được xác định nhằm khai thác tiềm năng của từng đô thị Đánh giá chung là hệ thống đô thị của ta rải đều trên khắp lãnh thổ với đủ các loại hình: đô thị công nghiệp, đô thị cảng, đô thị hành chính, đô thị du lịch, đô thị tổng hợp, song quy mô còn nhỏ bé

Từ năm 1990 các đô thị Việt Nam bắt đầu phát triển, lúc đó cả nước mới có khoảng 500 đô thị (tỷ lệ đô thị hoá vào khoảng 17-18%), đến năm 2000 con số này lên 649 và năm 2003 là 656 đô thị Tính đến nay, cả nước có khoảng 700 đô thị, trong đó có 5 thành phố trực thuộc trung ương, 44 thành phố trực thuộc tỉnh, 45 thị

xã và trên 500 thị trấn Bước đầu đã hình thành các chuỗi đô thị trung tâm quốc gia: Các đô thị trung tâm quốc gia gồm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng,

Đà Nẵng, Huế Các đô thị trung tâm vùng gồm các thành phố như: Cần Thơ, Biên Hoà, Vũng Tàu, Buôn Ma Thuột, Nha Trang, Nam Định, Thái Nguyên, Việt Trì, Hạ Long, Hoà Bình… Các đô thị trung tâm tỉnh gồm các thành phố, thị xã giữ chức năng trung tâm hành chính-chính trị, kinh tế, văn hoá, du lịch-dịch vụ, đầu mối giao thông; và các đô thị trung tâm huyện; đô thị trung tâm cụm các khu dân cư nông thôn, các đô thị mới

Theo dự báo của Bộ Xây dựng, tỷ lệ đô thị hoá của Việt Nam vào năm 2020

sẽ đạt khoảng 40%, tương đương với số dân cư sinh sống tại đô thị chiếm trên 45 triệu dân Mục tiêu đề ra cho diện tích bình quân đầu người là 100m2/người Nếu đạt tỷ lệ 100m2/người, Việt Nam cần có khoảng 450.000 ha đất đô thị, nhưng hiện nay, diện tích đất đô thị chỉ có 105.000 ha, bằng 1/4 so với yêu cầu Với tốc độ phát triển và dân số đô thị như vậy, Việt Nam sẽ phải đối mặt với ngày càng nhiều vấn

đề phức tạp phát sinh từ quá trình đô thị hoá

Đó là vấn đề di dân từ nông thôn ra thành thị, làm cho mật độ dân số ở thành

thị tăng cao; vấn đề giải quyết công ăn việc làm, thất nghiệp tại chỗ, nhà ở và tệ nạn

xã hội làm cho trật tự xã hội ven đô ngày càng thêm phức tạp; vấn đề nhà ở và quản

lý trật tự an toàn xã hội ở đô thị; vấn đề ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước

Để giải quyết vấn đề này chúng ta cần tăng cường công tác giáo dục nhằm nâng cao nhận thức của người dân Song song với việc nâng cao dân trí là tiến hành quy hoạch phân bố đồng đều các khu công nghiệp, khu đô thị tại các thành phố trên

cả nước Tăng cường giáo dục nếp sống văn minh, gia đình văn hoá mới đối với cư dân đô thị Hạn chế và quản lý tốt hơn đối với dân nhập cư, góp phần lập lại trật tự

xã hội đảm bảo cho việc xây dựng xã hội đô thị ổn định, bền vững Có chiến lược,

lộ trình quy hoạch đô thị đồng bộ Hoàn thiện và và phát triển mạng lưới cơ sở hạ

tầng đô thị, giao thông đường bộ thuận tiện, không ách tắc và hạn chế gây ô nhiễm môi trường

Tăng cường nâng cao nhận thức cho cộng đồng về tầm quan trọng của môi trường đối với sức khoẻ và chất lượng cuộc sống Tích cực thực hiện các biện pháp tuyên truyền, khuyến khích cộng đồng sử dụng các nhiên liệu sạch trong sinh hoạt thay cho các loại nhiên liệu gây ô nhiễm không khí và nguồn nước sinh hoạt Ưu tiên phát triển giao thông công cộng, đặc biệt là các phương tiện giao thông công

cộng hiện đại không gây ô nhiễm Cần xem việc phát triển phương tiện vận chuyển công cộng là giải pháp trọng tâm để giảm nguy cơ tắc nghẽn giao thông và ô nhiễm môi trường đô thị Có thể nói, đô thị hoá tự phát, thiếu quy hoạch khoa học sẽ làm

nảy sinh và để lại nhiều hậu quả tiêu cực và lâu dài, cản trở sự phát triển của đất nước

1.3 THỰC TRẠNG VIỆC TIÊU THOÁT NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

Có thể nói thoát nước và xử lý nước thải đang là thách thức lớn đối với lĩnh

vực thoát nước Việc nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất công nghiệp, các cơ sở

chế biến hải sản thực phẩm, nước thải bệnh viện, làng nghề chưa qua xử lý đã xả

trực tiếp vào hệ thống nước thải chung gây ô nhiễm rất nghiêm trọng đối với môi trường sống của con người Các dòng sông và kênh mương nội đô, nước có màu xám và bốc mùi hôi thối, đã đổ trực tiếp vào các sông lớn gây ô nhiễm cả một vùng

rộng lớn, nguy hại hơn là nó đang huỷ hoại nguồn tài nguyên thiên nước vô cùng

quý giá của quốc gia Trong khi đó thể chế, chính sách phát triển và quản lý thoát nước còn thiếu, Chiến lược và Định hướng phát triển lĩnh vực này còn một số bất

cập, chưa đảm bảo các yếu tố bền vững về tài chính,… đã hạn chế lớn đến hiệu quả

quản lý thoát nước

Việc quản lý hệ thống tiêu thoát nước thải đang đối diện với những thách

thức lớn, khi thiếu cơ sở pháp lý trong quản lý, cơ sở và vật chất không theo kịp với yêu cầu phát triển của xã hội Đó là các vấn đề như: Kết nối tiêu thoát nước thải của

hộ dân với hệ thống của công ty tiêu thoát nước thải không chuyên nghiệp và không cưỡng bức; Quy hoạch sử dụng đất do Bộ Tài nguyên - Môi trường quản lý không

cập nhập kịp thời thông tin phát triển đô thị và các khu xây dựng mới; Quản lý xây

dựng đô thị và hạ tầng còn nhiều hạn chế, để lại một thực trạng là bộ mặt kiến trúc đô thị thiếu bản sắc cùng với môi trường đô thị bị ô nhiễm nghiêm trọng

Tại các đô thị của Việt Nam hệ thống thoát nước chưa đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo vệ sinh môi trường Phần lớn hệ thống được dùng chung cho thoát nước mưa và nước thải, được xây dựng trên địa hình tự nhiên, nước tự chảy và độ dốc thủy lực thấp Cho đến nay, chưa đô thị nào có trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho toàn thành phố Thiếu quy hoạch dẫn đến tình trạng hệ

thống thoát nước của một số khu vực chưa được đấu nối vào hệ thống thoát chung gây ra hiện tượng ô nhiễm cục bộ

Trong những năm tới, vấn đề khắc phục ô nhiễm, bảo vệ môi trường là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của đất nước, gắn liền với các mục tiêu phát triển kinh tế, xã hội nhằm đảm bảo phát triển bền vững Việc tổ chức nhìn nhận, đánh giá

lại thực trạng của ngành thoát nước, xác định nguyên nhân của những tồn tại, bất

cập và định hướng cho những giải pháp từ cơ chế chính sách, mô hình tổ chức, công tác quy hoạch, đầu tư cho đến lựa chọn công nghệ thích hợp,… là điều hết sức cần thiết cũng như bảo đảm sự phát triển bền vững lâu dài trong tương lai

1.4 QUẢN LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

Sự gia tăng dân số ồ ạt tại các đô thị ở Việt Nam làm cho cơ sở hạ tầng, đặc biệt là thoát nước, thu gom và xử lý nước thải chưa được ưu tiên đầu tư đúng yêu

cầu và hiện chưa theo kịp với sự phát triển của đô thị Điều này gây ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ của cộng đồng dân cư trên diện rộng và ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội của đô thị

Nền kinh tế thành phố Bắc Ninh chủ yếu là buôn bán, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, hành chính nhà nước và một phần nhỏ nông nghiệp Thành phố Bắc Ninh hiện nay đang trên đà phát triển, các cơ sở hạ tầng được chú trọng đầu tư như đường, điện, trường học, bệnh viện Tuy nhiên các công trình về thoát nước, thu gom và xử lý nước thải hiện chưa được đầu tư xây dựng gây ảnh hưởng đến môi trường và cuộc sống của người dân trong khu vực tái định cư

Nhằm thực hiện Quyết định số 35 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt định hướng phát triển thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020 và chương trình

khung thực hiện “Định hướng phát triển thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020” với mục tiêu xây dựng kế hoạch lập Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước cho các đô thị, lập dự án đầu tư, xác định thứ tự ưu tiên xây dựng hệ thống thoát nước mưa, thu gom xử lý nước thải cho các đô thị, đảm bảo đến năm 2020 xóa bỏ tình trạng ngập úng cục bộ Trên cơ sở xây dựng hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải cho các khu đô thị lớn, các khu đô thị có tiềm năng về phát triển du lịch, công nghiệp, dịch vụ nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường, nâng cao chất lượng hạ tầng đô thị, hạn chế việc di chuyển dân cư từ các đô thị nhỏ ra các đô thị lớn Bên cạnh các vấn đề về kỹ thuật, việc xây dựng quy chế quản lý, bảo vệ nguồn nước, bảo vệ môi trường đô thị, nhằm từng bước cải thiện và nâng cao mức sống cho nhân dân

Đối với thành phố Bắc Ninh, việc đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước, thu gom và xử lý nước thải là hết sức cần thiết Hiện nay Thành Phố Bắc Ninh đang xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung có quy mô lớn nhất tỉnh Bắc Ninh do Công

ty TNHH một thành viên cấp thoát nước Bắc Ninh làm chủ đầu tư, có công suất xử

lý 12.000 m3 /ngày đêm, với tổng mức đầu tư 16 triệu Euro (tương đương 288 tỷ đồng VN), trong đó vốn vay của Ngân hàng Tái thiết Đức (KfW) là 11 triệu Euro,

vốn đối ứng của Việt Nam là 5 triệu Euro Dự án sẽ xây dựng mới và cải tạo 24,5

km đường ống, cống thoát nước có kích thước đường kính ống cống từ 0,2 m đến 3,2 m để thu gom và chuyển tải nước mưa, nước thải nhằm giải quyết triệt để tình

trạng ngập úng cục bộ trên địa bàn thành phố, xử lý giảm thiểu việc ô nhiễm do nước thải gây ra cho các nguồn nước, bảo đảm nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn

vệ sinh môi trường trước khi thoát vào hệ thống thoát nước chung

1.5 ĐẶC ĐIỂM NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ

Ở nước ta hiện nay, môi trường ở nhiều đô thị, khu vực công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm nặng nề do quá trình công nghiệp hoá, đô thị hoá và sự gia tăng dân số Các cơ sở sản xuất công nghiệp do không có quy trình và thiết bị

xử lý chất thải đã gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nguồn nước

Dựa trên mục đích sử dụng và cách xả thải chia ra ba loại nước thải như: nước

thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải là nước mưa

1.5.1 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh họat là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích sinh hoạt của cộng đồng: tắm , giặt giũ , tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường được thải ra từ các các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công trình công cộng khác Lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư phụ thuộc vào dân

số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước

Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 loại:

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

- Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat: cặn bã từ nhà bếp, các chất

rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà

Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm Chất

hữu cơ chứa trong nước thải sinh hoạt bao gồm các hợp chất như protein (40-50%); hydrat cacbon (40-50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5-10%)

Nồng độ chất hữu cơ trong nước thải sinh họat dao động trong khỏang 150-450% mg/l theo trọng lượng khô Có khoảng 20-40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh họat

không được xử lý thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào

mức sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước được cấp Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các

chất lắng hoặc BOD5 có 1 mối tương quan nhất định Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu người ở điều kiện ở Đức với nhu cầu cấp nước 150 l/ngày được trình bày trong Bảng 1.5.1

B ảng 1.5.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người

B ảng 1.5.2 Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp của

lý sinh học cần các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ sau: BOD5:N:P = 100:5:1

Một tính chất đặc trưng nữa của Nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất

hữu cơ đều có thể bị phân hủy

1.5.2 Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất)

Là loại nước thải sau quá trình sản xuất, phục thuộc loại hình công nghiệp Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn

Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là 1 loại nguyên liệu thô hay phương tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích truyền nhiệt Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy

trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng Nhu cầu về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều

yếu tố Lưu lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác định chủ yếu

bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất

B ảng 1.5.3 Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp

Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và năng suất của xí nghiệp cũng có ý nghĩa quan trọng Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau Lưu lượng nước thải sản xuất lại dao động rất lớn Bởi vậy số liệu trên thường không ổn định và ở nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng hệ

thống tuần hoàn trong sản xuất

-Sản xuất bia

-Tinh chế đường

-Sản xuất bơ sữa

-Sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa

-Sản xuất nước khoáng và nước chanh

-Nhà máy đồ hộp rau quả

-Giấy

-Giấy trắng

-Giấy không tẩy trắng

-Dệt sợi nhân tạo

-

- 4,5 - 1,5

Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong một ngành công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường

Căn cứ vào thành phần và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các kỹ thuật xử lý Sau đây là 1 số số liệu về thành phần nước thải của 1 số ngành công nghiệp (Bảng 1.5.4)

B ảng 1.5.4 Tính chất đặc trưng của nước thải 1 số ngành công nghiệp

Nói chung, nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng nitơ

và photpho đủ cho quá trình xử lý sinh học, trong khi đó hàm lượng các chất dinh dưỡng này trong nước thải của các ngành sản xuất khác lại quá thấp so với nhu cầu phát triển của vi sinh vật Ngoài ra, nước thải ở các nhà máy hóa chất thường chứa 1

số chất độc cần được xử lý sơ bộ để khử các độc tố trước khi thải vào hệ thống nước

thải khu vực

Có hai loại nước thải công nghiệp:

Các chỉ tiêu Chế biến sữa Sản xuất

thịt hộp

Dệt sợi tổng hợp

Sản xuất clorophenol

- Nước thải công nghiệp qui ước sạch: là lọai nước thải sau khi sử dụng để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà

- Loại nước thải công nghiệp nhiễm bẩn đặc trưng của công nghiệp đó và cần xử

lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước chung hoặc vào nguồn nước tùy theo mức độ xử lý

1.5.3 Nước thải là nước mưa

Đây là loại nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo các chất

cặn bã, dầu mỡ,… đi vào hệ thống thoát nước

Hầu hết ở các đô thị của Việt Nam đều có mạng cống chung vừa thoát nước

thải vừa thoát nước mưa Lượng nước chảy về nhà máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm nhập và một phần nước mưa

Trong đô thị: Nước thải sinh hoạt thường trộn chung với nước thải sản xuất

và gọi chung là nước thải đô thị

Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14% là các loại nước thấm, 36% là nước thải sản xuất

Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tính chất đặc trưng của thành phố Khoảng 65-85% lượng nước cấp cho 1 nguồn trở thành nước thải Lưu lượng và hàm lượng các chất thải của nước thải đô thị thường dao động trong phạm vi rất lớn

Lưu lượng nước thải của các thành phố nhỏ biến động từ 20% QTB- 250%QTB

Lưu lượng nước thải của các thành phố lớn biến động từ 50% QTB- 200%QTB

Lưu lượng nước thải lớn nhất trong ngày vào lúc 10-12h trưa và thấp nhất vào lúc khoảng 5h sáng

Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến động lưu lượng và nồng độ chất gây ô nhiễm

Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh

hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có Các trung tâm đô thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lượng nước thải sinh

hoạt tính trên một đầu người cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước

dẫn ra các sông rạch, còn các vùng ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát

bằng biện pháp tự thấm

K ết luận chương1

Đô thị của Việt Nam phát triển trải qua nhiều thời kỳ khác nhau, mỗi thời kỳ

lại có những đặc điểm riêng của nó Vì vậy, vấn đề quy hoạch phát triển đô thị ở

mỗi thời kỳ cũng khác nhau phục vụ cho nhu cầu của chính quyền ở mỗi thời điểm

đó

Mặt khác hệ thống thoát nước của các đô thị của Việt Nam được xây dựng từ

thời pháp thuộc vì vậy đến nay nó bị lạc hậu và không đáp ứng được nhu cầu tiêu thoát nước ở các đô thị trong giai đoạn phát triển hiện nay do tốc độ đô thị hoá tăng nhanh, vấn đề di dân làm cho dân số các đô thị tăng nhanh chóng mà hệ thống thoát nước lại không phát triển kịp chính vì vậy dẫn đến hiện tượng ngập lụt xảy ra ở các

đô thị

Sự gia tăng dân số và tốc độ đô thị hoá diễn ra nhanh chóng làm cho cơ sở hạ

tầng, đặc biệt là hệ thống xử lý nước thải chưa được yêu tiên đúng yêu cầu và hiện chưa theo kịp tốc độ đô thị hoá Điều này gây ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ của cộng đồng dân cư trên diện rộng và ảnh hưởng đến phát triển kinh tế xã hội của đô thị Hệ thống xử lý nước thải còn nhiều bất cập mà nguyên nhân của nó

là do:

1 Tác động của quá trinhd đô thị hoá

2 Hệ thống thoát nước xuống cấp, các dự án triển khai quá chậm

3 Chất lượng quy hoạch thấp, dự báo còn nhiều hạn chế và quy hoạch thiếu đồng bộ

4 Thiếu vốn đầu tư

5 Công tác quản lý nhà nước và tại các địa phương còn nhiều bất cập

6 Ý thức của cộng đồng dân cư còn kém về vấn đề xử lý nước thải trên địa bàn mình sống

CH ƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ PHƯƠNG ÁN

XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TẬP TRUNG VÀ PHI TẬP TRUNG 2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠ BẢN

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khác nhau: từ các loại chất rắn không tan đến các loại chất khó tan và những hợp chất tan trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa tái sử dụng Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp

xử lý thích hợp Và để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải từ các khu dân cư, từ các công sở, khu thương mại…

phải được thu gom bằng hệ thống ống dẫn đến nơi tập trung (trạm xử lý)

Có thể phân loại các phương pháp xử lý nước thải theo đặc tính của qui trình xử

Trong phương pháp này, các lực vật lý, như trọng trường, ly tâm, được áp

dụng để tách các chất không hoà tan ra khỏi nước thải Phương pháp xử lý cơ học thường đơn giản, rẻ tiền có hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao Trong nước thải thường

chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng Để tách các chất này ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác hay lưới chắn rác, Lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm và lọc Tuỳ theo kích thước, tính chất lý hoá, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần làm sạch

mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp Các công trình xử lý cơ học được áp dụng

rộng rãi trong xử lý nước thải là: song( lưới chắn rác), thiết bị nghiền rác, bể điều hoà, khuấy trộn, lắng, lắng cao tốc, tuyển nổi, lọc, hoà tan khí, bay hơi và tách khí

Việc ứng dụng các công trình xử lý cơ học được tóm tắt trong bảng 2.1.1:

B ảng 2.1.1 Áp dụng các công trình cơ học trong xử lý nước thải

Công trình Áp dụng

Lưới chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng

Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn đồng nhất

Bể điều hoà Điều hoà lưu lượng và tải trọng BOD và SS

Khuấy trộn Khuấy trộn hoá chất và chất khí với nước thải và giữ cặn ở trạng thái lơ lửng Tạo bông Giúp cho việc tập hợp của các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn lớn hơn để có

thể tách ra bằng lắng trọng lực Lắng Tách các cặn lắng và nén bùn

Tuyển nổi Tách các hạt cặn lơ lửng nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ trọng của

nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học Lọc Tách các hạt cặn lư lửng còn lại sau xử lý sinh học hoặc hoá học

Màng lọc Tương tự như quá trình lọc Tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định

giữ lại Nhờ đó tránh làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan

trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải

 Lắng cát

Bể lắng cát được thiết kế để tách các tạp chất vô cơ klhông tan có kích thước từ 0,2mm đến 2mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau

 Lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạn cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải hoặc căn được tạo ra trong quá trình keo tụ bông hoặc quá trình sử lý sinh học

 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng để tách các tạp chất ( ở dạng rắn

hoặc lỏng ) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng Trong một số trường

hợp quá trình này còn dung để tách các chất hoà tan như các chất hoạt động bề mặt Trong xử lý nước thải quá trình tuyển nổi thường được dùng để khử các chất lơ

lửng, làm đục bùn sinh học Ưu điểm của phương pháp này là có thể khử được 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 vào pha lỏng Các

bọt khí này sẽ dính kết 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 khí nổi lên bề mặt

Tuỳ theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi được thực

hiện theo các phương thức sau:

-Tuyển nổi khí bằng phân tán Trong trường hợp này thổi trực tiếp khí nén vào

bể tuyển nổi để tạo thành bọt khí có kích thước từ 0.1 đến 1mm, gây xáo trộn hỗn

hợp khí-nước chứa cặn Cặn tiếp xúc với bọt khí, dính kết và nổi lên trên bề mặt -Tuyển nổi trân không Trong trường hợp này, bão hoà không khí ở áp suất khí quyển, sau đó, thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không Hệ thống này thường ít

sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao

-Tuyển nổi bằng khí hoà tan Sục không khí vào nước ở áp suất cao (2-4atm), sau đó giảm áp giải phóng không khí Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước từ 20-100µm

 Lọc

Lọc được ứng dụng để tách các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại bỏ

bằng phương pháp lắng Quá trình lọc thường ít sử dụng trong sử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp sau khi xử lý đòi hỏi có chất lượng cao

Để lọc nước thải người ta dùng nhiều loại bể lọc khác nhau

Quá trình lọc sảy ra theo cơ chế sau:

Sàng lọc để tách các hạt rắn hoàn toàn bằng nguyên lý cơ học

− Lắng trọng lực

− Giữ hạt rắn theo quán tính

− Hấp phụ hoá học

− Hấp phụ vật lý

− Quá trình dính bám

− Quá trình dính tạo bông

2.2.2 Phương pháp xử lý hoá học và hoá lý

Phương pháp hoá học sử dụng các phản ứng hoá học để xử lý nước thải Các công trình xử lý hoá học thường kết hợp với các công trình xử lý cơ học Mặc dù có

hiệu quả cao song phương pháp xử lý hoá học thường đắt tiền và đặc biệt thường

tạo thành các sản phẩm phụ độc hại Việc ứng dụng các công trình xử lý hoá học được thể hiện trong bảng 2.1.2

B ảng 2.1.2 Áp dụng các công trình xử lý hoá học trong xử lý nước thải

Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ lửng ở bể

lắng bậc 1 Hấp phụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp hoá học

thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khử chlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn

Khử trùng Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng chlorine Tách lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hoá

Khử chlorine Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng ClO 2 Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng BrCl 2 Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng Ozone Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng tia UV Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

 Trung hoà

Nước thải chứa acid vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa PH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hoà nước thải có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

− Trộn lẫn nước thải acid với nước thải kiềm

− Bổ sung các tác nhân hoá học

− Lọc nước acid qua vật liệu có tính trung hoà

− Hấp thụ khí acid bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước acid

Để trung hoà nước thải acid có thể dùng tác nhân hoá học như NaOH, KOH,

Na2CO3, nước ammoniac NH4OH, CaCO3, MgCO3, đôlômít( CaCO3.MgCO3) và

xi măng Song tác nhân rẻ nhất là vôi sữa 5-10%Ca(OH)2, tiếp đó là sôđa và NaOH

ở dạng phế thải

Trong trường hợp trung hoà nước thải acid bằng cách lọc qua vật liệu có tác

dụng trung hoà, vật liệu lọc sử dụng có thể là manhêtit(MgCO3), đôlômit, đá vôi,

đá phấn, đá hoa và các chất thải rắn như xỉ và xỉ tro Khi lọc nước thải chứa HCl và HNO3 qua lớp đá vôi thường chọn tốc độ 0,5-1 m/h Trong trường hợp lọc nước

thải chứa tới 0,5%H2SO4 qua lớp đôlômit, tốc độ lọc lấy từ 0,6-0,9 m/h Khi nồng

độ H2SO4 lên đến 0,2% thì tốc độ lọc lấy bằng 0,35 m/h

Để trung hoà nước thải kiềm có thể sử dụng khí acid (Chứa CO2, SO2,NO2,

N2O3…) Việc sử dụng khí acid khônbg những cho phép trung hoà nước thải mà đồng thời tăng hiệu quả làm sạch chính khí thải khỏi cấu tử độc hại

Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước và chi phí hoá chất sử dụng

 Ôxy hoá khử

Để làm sạch nước thải, có thể sử dụng các tác nhân ôxy hoá như clo ở dạng khí hay hoá lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peroxy hydro (H2O2), Ôxy của không khí, ozone, pyroluzit (MnO2) Quá trình ôxy hoá sẽ chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách khỏi nước Quá trình này tiêu tốn nhiều hoá chất nên thường chỉ sử

dụng khi không xử lý được bằng các phương pháp khác

 Keo tụ - Tạo bông

Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn, phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 – 10 µm Các hạt này không nổi cũng không lắng và do đó tương đối khó tách loại Vì kích thước hạt

nhỏ, tỷ lệ diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hoá học bề

mặt trở nên rất quan trọng Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ ở trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt Lực này có thể dẫn đến sự dính

kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm

sảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì

bề mặt các hạt mang điện tích, có thể mang điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ

sự hấp phụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hoá các nhóm hoạt hoá

Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hoá nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó, để phá vỡ tính bền của hạt keo cần trung hoà điện tích bề mặt của chúng, quá trình này

gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã được trung hoà điện tích có thể liên kết với các hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng

xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông Quá trình thuỷ phân các chất keo tụ và tạo thành bông cặn xảy ra theo các giai đoạn sau:

Me3+ + HOH = Me(OH)2+ + H+Me(OH)2+ + HOH = Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH = Me(OH)3 + H+

-

Me3+ + HOH = Me(OH)3 + 3H+

23

Hình 2.1.2 Hệ thống keo tụ bông kết hợp với bể lắng Lamella

Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt và muối nhôm như:

− Al2(SO4)3, Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Kal(SO4)2.12H2O,

NH4Al(SO4)2.12H2O

− FeCl3, Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe2(SO4)3.7H2O

Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhất do có tính hoà

tan tốt trong nước, chi phí thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng PH=5-7,5

Quá trình điện ly và thuỷ phân Al2(SO4)3 xảy ra như sau:

(10:1) – (20:1) phản ứng xảy ra như sau:

6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O = 8Al(OH)3↓ + 2Na2SO4

Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng PH tối ưu của môi trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ bông

Các muối sắt được làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn các muối nhôm do:

− Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp;

− Có khoảng giá trị PH tối ưu của môi trường rộng hơn;

− Độ bền lớn;

− Có thể khử mùi H2S

Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hoà tan có màu do

phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt

xảy ra do các phản ứng sau:

FeCl3 + H2O → Fe(OH)3↓ + HCl

Fe2(SO4)3 + 6 H2O → Fe(OH)3↓ + 3H2SO4

Trong điều kiện kiềm hoá:

2FeCl3 + 3Ca(OH)→ Fe(OH)3↓ + 3CaCl2

Fe SO4 + 3Ca(OH) →2Fe(OH)3↓ + 3CaSO4

 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các

chất hữu cơ hoà tan klhông xử lý được bằng các phương pháp khác Tuỳ theo bản

chất, quá trình hấp phụ được phân thành: Hấp phụ lý học và hấp phụ hoá học

- Hấp phụ lý học là quá trình xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa các chất hấp bị

phụ và bề mặt chất hấp phụ như lực liên kết Vanderwaals Các hạt bị hấp phụ vật lý chuyển động tự do trên bề mặt chất hấp phụ và đây là quá trình hấp phụ đa lớp

Hình 2.1.3 Lực phân tán London (đóng vai trò chính trong quá trình hấp phụ)

- Hấp phụ hoá học là quá trình hấp phụ trong đó xảy ra phản ứng hoá học giữa chất

bị hấp phụ và chất hấp phụ Trong xử lý nước thải, quá trình hấp phụ thường là sự

kết hợp giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học

 Trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được dùng để tách các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb,

Hg, Cd, V, Mn…cũng như các hợp chất Arsen, Phospho, cyanua, chất phóng xạ…

khỏi nước và nước thải

Phương pháp này cho phép thu hồi những chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao Đây còn là phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước

và nước thải

2.1.3 Phương pháp sinh học

Với việc phân tích và kiểm soát môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước

thải đều có thể được xử lý bằng phương pháp sinh học Mục đích của xử lý nước

thải bằng phương pháp sinh học là keo tụ và tách các loại keo không lắng và ổn định (phân huỷ) các chất hữu cơ nhờ sự hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí hoặc

kỵ khí Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân huỷ sinh học thường là các chất khí (CO2, N2,CH4, H2S), các chất vô cơ (NH4 + , PO43- ) và tế bào mới Các quá trình sinh học chính sử dụng trong quá trình xử lý nước thải gồm năm nhóm chính: quá trình hiếu khí, quá trình thiếu khí, quá trình kị khí, thiếu khí và kị khí kết hợp và quá trình hồ sinh vật Mỗi quá trình riêng biệt còn có thể phân chia thành chi tiết

hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong hệ thống tăng trưởng lơ lửng, hệ

thống tăng trưởng dính bám hoặc hệ thống kết hợp

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như H2S, sunfit, ammonia, nitô,…dựa trên cơ

sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật

sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển Phương pháp sinh học được chia ra làm hai loại:

− Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy;

− Phương pháp hiếu khí, sử dụng các vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều

kiện cung cấp ôxy liên tục

Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật gọi là quá trình ôxy hoá

sinh hoá Để thực hiện các quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, cả chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần phải di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:

− Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào các vi sinh vật;

− Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bbên trong và bên ngoài tế bào;

− Chuyển hoá các chất có trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng

2.1.3.1 Phương pháp kỵ khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hoá phức tạp tạo

ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trình

phản ứng sinh hoá trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Vi sinh vật

Chất hữu cơ -> CH4 + CO2 + H2 + NH3 +H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

− Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử;

− Giai đoạn 2: Acid hoá;

− Giai đoạn 3: Acetate hoá;

− Giai đoạn 4: Methane hoá

Các chất thải hữu cơ chứa nhiều các chất hữu cơ cao phân tử như proteins, chất béo, carbohydrates, celluloses, lignin,…trong giai đoạn thuỷ phân sẽ được cắt mạch

tạo thành những phân tử đơn giản, dễ phân huỷ hơn Các phản ứng thuỷ phân sẽ chuyển hoá protein thành amino acids, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành các acid béo Trong giai đoạn acid hoá, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp

tục chuyển hoá thành acetic acid, H2 và CO2 Các acid béo dễ bay hơi, chủ yếu là acetic acid, propionic acid và lactic acid Bên cạnh đó là CO2 và H2, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrate Vi sinh vật chuyển hoá methane chỉ có thể phân huỷ một số loại cơ chất nhất định như

CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO Các phư\ơng trình

phản ứng xảy ra như sau:

Tuỳ theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trìng 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(Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên

 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc kỵ khí

Một số loại nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao có thể xử lý rất hiệu quả

bằng quá trình tiếp xúc kỵ khí Quá trình phân huỷ xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn Sauk hi phân

huỷ, hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn được tuần hoàn trở lại bể kỵ khí Lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm

 Quá trình l ọc kỵ khí

Bể lọc kỵ khí là một cột chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào cột từ dưới lên, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vì vi sinh vật được giữ trên

Quá trình thuỷ phân Quá trình acetate

hoá và khử hydro methane hoáQuá trình