thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp tân qui- huyện củ chi

Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi LỜI GIỚI THIỆU Phát triển kinh tế nhu cầu cấp thiết địa phương, nhằm cải thiện đời sống nhân dân tạo nhiều công ăn việc làm nên tỉnh, huyện, thành phố tìm nhiều giải pháp ưu đãi để mời gọi nhà đầu tư, doanh nghiệp Các địa phương trọng việc kêu gọi đầu tư nên bỏ lỏng việc quản lý doanh nghiệp mặt môi trường nên yêu cầu chặt chẽ phát thải địa phương bỏ qua nhằm tạo dễ dãi cho nhà doanh nghiệp Hiện nay, ô nhiễm môi trường nước thải công nghiệp vấn đề xúc nước ta nói chung đặc biệt thành phố lớn cụm, khu công nghiệp Bên cạnh khu công nghiệp lớn có hệ thống xử lý nước thải tập trung cụm công nghiệp tự phát hệ thống xử lý nước thải tập trung này, có hệ thống xử lý nước thải doanh nghiệp nhằm đối phó với quan chức nên không vận hành thường xuyên hiệu xử lý không cao Như điều kiện nước ta, phần lớn dự án xử lý nước thải tập trung cho cụm công nghiệp tự phát quy mô vừa nhỏ chưa khả thi, có dừng mức xử lý sơ thiếu thốn tài chính, việc nghiên cứu tìm giải pháp cho việc xử lý nước thải vừa đơn giản, có chi phí xây dựng vận hành thấp, vừa đảm bảo vệ sinh môi trường hướng nghiên cứu giải hợp lý khả thi Phương pháp xử lý nước thải hệ thống đất ngập nước nhân tạo phương pháp áp dụng nhiều nước giới cách vài chục năm Hiện hệ thống đất ngập nước sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt Ở Việt Nam, việc sử dụng hệ thống tự nhiên nói chung hệ thống đất ngập nước nhân tạo nói riêng bắt đầu sử dụng CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Hệ thống đất ngập nước nhân tạo xây dựng để xử lý nước thải theo trình sinh học, hoá lý học vùng đất ngập nước tự nhiên Các vùng đất ngập nước loại bỏ chất ô nhiễm chuyển chúng thành dạng vật chất gây ảnh hưởng tới sức khoẻ người môi trường Thuận lợi việc sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải trình xử lý thực liên tục điều kiện tự nhiên với giá thành rẻ chi phí xây dựng bảo quản thấp, cho phép đạt hiệu suất cao, thân thiện với môi trường, đồng thời góp phần làm gia tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường sinh thái khu vực xung quanh Các hệ thống nhân tạo sử dụng cho việc xử lý loại nước thải có chứa nhiều chất hữu nước nước thải nhà máy giấy, nhà máy chế biến thực phẩm, bia rượu, chế biến cà phê, sở giết mổ… hoàn toàn đạt hiệu xử lý tương đương công nghệ khác Nghiên cứu thiết kế hệ thống đất ngập nước nhân tạo hoàn chỉnh nhằm phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp vừa nhỏ hoàn toàn khả thi đáp ứng yêu cầu hiệu xử lý nước thải tính kinh tế hệ thống, vùng có quỹ đất nhiều Củ Chi dự án hoàn toàn phát huy ưu so với việc đầu tư hệ thống công nghệ hoá học để xử lý nước thải CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Chương 1: PHẦN CHUNG 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việc kêu gọi doanh nghiệp vào đầu tư phát triển kinh tế với nhiều ưu đãi huyện Củ Chi gây nhiều áp lực môi trường cho huyện nói riêng cho thành phố nói chung Dẫn đến tình trạng doanh nghiệp lo trọng phát triển kinh tế xem nhẹ khía cạnh môi trường, gây lượng phát thải lớn chất ô nhiễm Việc đặt thách thức lớn cấp quản lý nhà doanh nghiệp trước xu hướng phát triển tương lai hướng tới phát triển bền vững Việc đòi hỏi nhà quản lý buộc doanh nghiệp phải xây dựng hệ thống xử lý nhằm kiểm soát nguồn ô nhiễm doanh nghiệp Nghiên cứu thiết kế mô hình đất ngập nước để xử lý nước thải cho doanh nghiệp việc làm cần thiết nhằm giúp doanh nghiệp giảm bớt chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh mà cần xử lý sơ theo yêu cầu xả thải Việc tạo điều kiện cho doanh nghiệp tập trung vốn cho phát triển doanh nghiệp, quản lý môi trường Bên cạnh hệ thống đất ngập nước tạo thêm mảng xanh cho cho địa phương doanh nghiệp Đây yếu tố quan trọng góp phần làm môi trường không khí xung quanh doanh nghiệp bên cạnh việc xử lý nguồn nước thải ô nhiễm 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu loài thực vật địa có khả hấp thụ chất ô nhiễm, chế loại bỏ chất ô nhiễm CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi - Dựa loài thực vật địa kết hợp với số loài thực vật có khả hấp thụ chất ô nhiễm để hoàn thiện thành hệ thống bãi lọc trồng có hiệu xử lý nước thải cao - Đề xuất mô hình thiết kế 1.4 ĐỐI TƯNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nguồn nước thải từ nhà máy thuộc cụm công nghiệp Tân Qui qua xử lý sơ loại bỏ chất độc hại đặc trưng ngành nghề sản xuất - Kiểm soát nguồn nước thải ô nhiễm từ đầu vào trước qua hệ thống, đảm bảo nguồn thải xử lý sơ - Thiết kế hệ thống xử lý đảm bảo nguồn thải đầu đạt yêu cầu 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5.1 Phương pháp tiếp cận − Xuất phát từ trạng nguồn nước từ kênh tiêu ấp 12 thuộc xã Tân Thạnh Đông bị ô nhiễm nguồn nước thải từ doanh nghiệp thuộc cụm công nghiệp Tân Qui thải Trong số 15 doanh nghiệp thuộc cụm công nghiệp có 11 doanh nghiệp có đặc thù ô nhiễm nguồn nước thải, doanh nghiệp lắp đặt hệ thống xử lý vận hành không thường xuyên dẫn tới tình trạng nguồn thải sau xử lý không đạt chuẩn yêu cầu, gây ảnh hưởng lớn cho khu vực sản xuất người dân lưu vực thoát nước thuộc kênh tiêu ấp 12 − Mặc khác Củ Chi có điều kiện tự nhiên sách xã hội tạo nhiều điều kiện cho việc áp dụng công nghệ đất ngập nước : + Quỹ đất trống cụm công nghiệp nhiều, có địa hình trũng thuận lợi cho việc xây dựng hệ thống đất ngập nước tốn chi phí cao để san lấp cho doanh nghiệp thuê + Điều kiện khí hậu, thuỷ văn thuận lợi CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi + Các sách ưu tiên kêu gọi đầu tư địa phương tạo hội cho doanh nghiệp buông lỏng công tác bảo vệ môi trường, địa phương cần phải áp dụng biện pháp để giải vấn đề nói với nguồn kinh phí thấp CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Phương pháp tiếp cận CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi 1.5.2 Phương pháp cụ thể 1.5.2.1 Phương pháp ứng dụng GIS − Phương pháp ứng dụng GIS: nghiên cứu thông tin địa lý (GIS) công nghệ đại hữu hiệu cho nhiều lónh vực nhờ khả biểu diễn, lưu trữ, hiển thị đối tượng cần quản lý theo không gian thời gian Dựa sở liệu không gian phi không gian, công nghệ thông tin địa lý giúp phân tích, đánh giá giải toán liên quan đến quản lý, phục vụ tiến trình định − Phương pháp ứng dụng GIS sử dụng để xác lập vùng nghiên cứu đồ, ranh giới vùng nghiên cứu, tìm hiểu xác lập tuyến khảo sát đồ để chuẩn bị cho công tác khảo sát thực địa nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu 1.5.2.2 Phương pháp thu thập thông tin − Trước tổ chức khảo sát thực địa chuẩn bị cho việc thiết kế, việc thu thập, xử lý số liệu, tài liệu liện quan đến đề tài quan trọng, qua việc phát vấn đề liên quan đến đề tài sáng rõ hơn, xác định yếu tố cần kế thừa, hạn chế việc nghiên cứu tràn lan, tập trung giải vấn đề cốt lỏi đề tài Đồng thời vạch cách chi tiết tuyến, vùng cần khảo sát xác − Các thông tin cần thu thập như: + Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, địa hình, thổ nhưỡng khu vực khảo sát thiết kế + Hiện trạng sử dụng đất + Các nguồn gây ô nhiễm khu vực khảo sát, lưu vực thoát nước + Các sách kinh tế xã hội địa phương đặc biệt định hướng quy hoạch phát triển tương lai CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi 1.5.2.3 Phương pháp khảo sát thực địa − Tổ chức khảo sát thực địa theo tuyến hoạch định trước theo đồ nhằm xác định lại độ xác thông tin thu thập Việc khảo sát thực địa cần phải thu thập thêm thông tin thực tế như: + Hiện trạng sử dụng đất hình thức sử dụng đất khác chưa thống kê người dân tự chuyển mục đích sử dụng + Việc phát thải ô nhiễm doanh nghiệp gây ảnh hưởng người dân Quy luật thời gian phát thải nhiễm doanh nghiệp + Khảo sát địa hình vùng nghiên cứu, xem xét tính khả thi thiết kế + Thu thập thêm thông tin chế độ thủy văn, hướng dòng chảy khu vực + Thu thập thông tin loài thực vật địa, đặc biệt loài có khả hấp thụ ô nhiễm + Lấy mẫu nước nguồn thải để phân tích mức độ ô nhiễm − Thu thập số liệu phải tiến hành trước giai đoạn khảo sát Những tài liệu thu thập kể làm sở hoạch định kế hoạch khảo sát tiếp theo, lựa chọn nội dung khối lượng hợp lý phương pháp khảo sát thích hợp 1.5.2.4 Phương pháp phân tích hoá, lý, sinh học đất, nước  Đối với đất − Về thành phần vật lý : chủ yếu phân tích thành phần giới, dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, độ bền hạt kết − Về thành phần hóa học : Chủ yếu phân tích hàm lượng cation anion chính, trọng hàm lượng cation pha khác (pha hòa tan, pha trao đổi tổng số ), pH, EC, Eh hàm lượng hữu (bao gồm acid mùn tổng mùn); chất dinh dưỡng tổng số dể tiêu số kim loại CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi − Về sinh học : Chủ yếu phân tích hô hấp đất, VSV háo khí, yếm khí mấm mốc  Đối với nước − Về thành phần hoá học: dựa vào đặc tính nước thải ngành nghề cụm công nghiệp nên chủ yếu phân tích tiêu BOD, COD, TS, tổng nitơ, tổng phốtpho kim loại nặng nước kết hợp với số tiêu đo thực địa :DO, pH, EC, Eh 1.5.2.5 Phương pháp thống kê số liệu − Bằng phương pháp thống kê xử lý số liệu phân tích số liệu điều tra liên quan, sử dụng thuật toán xác lập hệ số tương quan thành phần môi trường đất, nước Trong trọng đến khả tương quan mức độ nhiễm bẩn khả tự làm môi trường đất Kết thống kê xác lập thành bảng nhằm phục vụ cho công tác thiết kế như: + Thống kê lượng mưa, độ ẩm, chế độ thủy văn + Bản đồ cao trình khu vực + Địa chất, địa tầng khu vực + Biều đồ cấu sử dụng đất, bảng thống kê loại hình canh tác + Địa chất, địa tầng khu vực + Bảng phân tích mẫu nước 1.5.2.6 Phương pháp chuyên gia Mục đích phương pháp sử dụng thông số kinh nghiệm chuyên gia lónh vực nghiên cứu nhằm chuẩn hoá độ xác công trình thiết kế kinh nghiệm chuyên gia Phương pháp đòi hỏi phải tham khảo ý kiến trực tiếp chuyên gia vấn đề thắc mắc vấn đề nghiên cứu, nhờ tư vấn giúp đỡ chuyên gia CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi 1.5.2.7 Phương pháp quan trắc − Được sử dụng sau thiết kế hoàn chỉnh thời gian vận hành tính toán tầng suất quan trắc trước nhằm mục đích bảo đảm cho công trình vận hành tối ưu − Đối với đất ngập nước việc quan trắc quan trọng hệ sinh thái thu nhỏ, hội tụ yếu tố đất, nước, thực vật Vì ta cần phải tổ chức quan trắc thật kỹ yếu tố xảy vấn đề gây rối loạn cho toàn hệ thống nh hưởng đến hiệu suất thiết kế 1.6 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC ĐỒ ÁN − Đồ án gồm có 100 trang, có 23 hình vẽ, 16 biểu bảng cấu trúc thành chương phần kết luận kiến nghị Chương1 : PHẦN CHUNG − Giới thiệu đối tượng, mục tiêu,các phương pháp nghiên cứu áp dụng đề tài Chương : TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Gồm nội dung chính: + Giới thiệu khái quát điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội huyện Củ Chi Trong tập trung chủ yếu vào đặc điểm khí hậu, địa hình, chế độ thủy văn trạng sử dụng đất khu vực xây dựng hệ thống đất ngập nước + Giới thiệu cụm công nghiệp Tân Qui : Các ngành nghề sản xuất, trạng sản xuất ảnh hưởng đến môi trường cụm công nghiệp Chương : KHÁI QUÁT VỀ ĐẤT NGẬP NƯỚC VÀ CÁC CHỨC NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giới thiệu định nghóa đất ngập nước, chức chế loại bỏ chất ô nhiễm đất ngập nước Và khái quát tình hình nghiên cứu áp dụng đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải nước CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 10 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Trong đó: Rb : thể tích đất thi công đê bao ngoài(m3) L : chiều dài đê bao ngoài(m) Sb : diện tích đê bao(m2), Sd = 8.3m2 -> Rn = 1100*8.3+630*(8.3/2) = 11745 m3 Trong có 1100m chiều dài đê bao phải đắp 630m đê bao dọc theo kênh ta tân dận mặt đê củ (kích thước 2m), đắp thêm 2m Đê ngăn ao oxy ao trồng Sậy Rn = l * S n Rn : thể tích đất thi công đê ngăn(m3) L : chiều dài đê ngăn(m) Sn : diện tích đê ngăn giữa(m2), Sd = 5.25m2 ->Rn =740*5.25 =3885m3 Đê ngăn ao trồng Sậy ao trồng Lục Bình Rn = l * Sn = 596*5.25 = 3129 m3 Đệ ngăn ao trồng Lục Bình khu vực quan trắc Rn = l * Sn =350*5.25 = 1838m3 Đê phân phối nước ao Có tổng cộng đập phân phối nước ao: ao xử lý trồng sậy, ao xử lý trồng lục bình với kích thước laø 1*3*1.5 Rn = l * Sn = 114*2.4 = 274m3 Các thông số thủy lực ao xử lý Theo Kadlec Knight (1996) thông số thủy lực ao xử lý : thông số độ dốc, tải trọng thủy lực, độ sâu đặt ống thải đầu vào ra, thời gian lưu nước thực tế ao xử lý tính sau: 4.1 Ao xử lý trồng Lục Bình + Thông số độ dốc CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 86 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Sd = L * Si d0 Trong đó: L : chiều dài ao xử lý(m), L = 448m Si : độ dốc đáy, Si =0.2/448 (0.1 độ chênh lệch đáy ) Sd : thông số độ dốc d0 : độ sâu nguồn nước ra(m), d0 = 1.2m -> S d = 448 * (0.2 / 448) = 0.17 1.2 + Tải trọng thủy lực HLR = Q 4000 = =0.105 m/ngày S3 3800 Trong đó: S3 : diện tích ao xử lý trồng Lục Bình(m2) + Thông số tải lượng M1 = HLR * L2 d0 * a Trong đó: M1 : thông số tải lượng a : mật độ thực vật, a = 1*107 d-1m-1 chọn a = 1*107 d-1m-1 vùng có thực vật dày đặc a = 5*107 d-1m-1 vùng có thực vật thưa thớt 0.105 * 448 =1.02 *10 −3 -> M = 1.2 *1 *10 Ta coù M1 = 0.00102, Sd = 0.17 tra hình 5.6 bảng thông số tải lượng M ( phụ lục 1) di ->chọn tỉ lệ d = 0.85 -> d i = 0.82 *1.2 = 0.984m CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 87 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Với di : độ sâu nước đầu vào(m) + Vận tốc nước ao vi = Q 4000 = =62.5 m/ngaøy = 0.072cm/s b * di 65 * 0.984 Với b : chiều rộng ao + Thời gian lưu nước thực teá ao T = S * hn * ε 38000 * 1.2 * 0.8 = = 9.12 ngày Q0 4000 4.2 Ao xử lý trồng Sậy + Thông số độ dốc Sd = L * Si d0 Trong đó: L : chiều dài ao xử lý(m), L = 632m Si : độ dốc đáy, Si =0.1/632 (0.1 độ chênh lệch đáy ) Sd : thông số độ dốc d0 : độ sâu nguồn nước ra(m), d0 = 1.02m -> S d = 632 * (0.15 / 632) = 0.15 0.984 + Tải trọng thủy lực HLR = Q 4000 = =0.103 m/ngày S2 39000 + Thông số tải lượng M1 = HLR * L2 d0 * a Trong đó: M1 : thông số tải lượng a : mật độ thực vật, a = 1*107 d-1m-1 CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 88 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi 0.103 * 632 = 4.4 *10 −3 -> M = 0.984 *1 *10 Ta coù M1 = 0.0044, Sd = 0.15 tra hình 5.6 bảng thông số tải lượng M ( phụ lục 1) chọn tỉ lệ di = 0.85 d0 d i = 0.85 * 0.984 = 0.8364m + Vận tốc nước ao vi = Q 4000 = =99.6 m/ngaøy = 0.115cm/s b * di 48 * 0.8364 + Thời gian lưu nước thực tế ao xử lý trồng Sậy T = S * hn * ε 39000 * 1.1 * 0.8 = = 8.58 ngày Q0 4000 4.3 Ao oxy hóa + Thông số độ dốc Sd = L * Si d0 Trong đó: L : chiều dài ao xử lý(m), L = 758m Si : độ dốc đáy, Si =0.4/758 (0.4 độ chênh lệch đáy ) Sd : thông số độ dốc d0 : độ sâu nguồn nước ra(m), d0 = 0.8364m -> S d = 758 * (0.4 / 758) = 0.48 0.8364 + Tải trọng thủy lực HLR = Q 4000 = =0.125 m/ngày Ao 32000 Trong đó: Ao : diện tích ao xử lý(m2) CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 89 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi + Thông số tải lượng M1 = HLR * L2 d0 * a Trong đó: M1 : thông số tải lượng a : mật độ thực vật, a = 1*107 d-1m-1 0.125 * 758 = 0.015 -> M = 0.8364 *1 *10 Ta coù M1 = 0.015, Sd = 0.48 tra hình 5.6 bảng thông số tải lượng M1 ( phụ lục 1) chọn tỉ leä di = 0.5 d0 d i = 0.5 * 0.8364 = 0.4182m + Vận tốc nước ao vi = Q 4000 = =367.8 m/ngaøy = 0.4cm/s b * di 26 * 0.4182 + Thời gian lưu nước thực tế ao oxy hoá T = S1 * hn1 * ε 32000 * 0.8 * 0.8 = = 5.12 ngày Q0 4000 4.4 Dung tích thực tế khu vực xử lý VT = S1*hn1 + S2*hn2 + S3*hn3 = 32000*0.8 + 39000*1.1 + 38000*1.2 = 114100 m3 4.5 Hiệu xử lý chất ô nhiễm qua ao 4.5.1 Ao oxy hoá _ Nồng độ BOD đầu C1 = * C0 * 162 = = 83.75mg / l N 25−20 (1 + tK b ) + 5.12 * 0.15 * (1.04 ) Với : C0 : nồng độ BOD5 đầu vào(mg/l) CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 90 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi t(HRT) : thời gian lưu nước (ngày) Kb : số tốc độ loại bỏ BOD riêng (T-1) T : nhiệt độ (0C) _ Hiệu xử lý H = C1 − C0 162 − 83.75 100% = 100% ≈ 49% C1 162 4.5.2 Ao xử lý trồng Sậy _ Nồng độ BOD đầu ra(nếu tính mặt thoáng không phủ thực vật) C1 = * C0 * 83.75 = = 32.6mg / l N 25−20 (1 + tK b ) + 8.58 * 0.15 * (1.04 ) _ Nồng độ đầu chưa bao gồm hiệu xử lý thực vật Theo tài liệu nghiên cứa Kathe Seidel(1976) hiệu loại bỏ ô nhiễm BOD sau qua ao xử lý trồng Sậy từ 90-100%, với mật độ thông thường từ 80-120 cây/m 2, chọn mật độ 100 cây/m2, từ ta tính nồng độ đầu thực sau ao xử lý trồng Sậy xem hiệu xử lý 90% [ 10] Ctt = 83.75 − (83.75 * 90) = 8.375mg / l 100 Với Ctt : nồng độ BOD5 thực tế đầu (mg/l) _ Mật độ thực vật bố trí theo tài liệu tham khảo nên điều chỉnh thích hợp theo điều kiện khí hậu thổ nhưỡng vùng 4.5.3 Ao xử lý trồng Lục Bình _ Nồng độ BOD đầu (nếu tính mặt thoáng không phủ thực vật) C1 = * C0 * 32.6 = =12.2mg / l N 25−20 (1 + tK b ) + 9.12 * 0.15 * (1.04 ) _ Ta coù hiệu loại bỏ BOD Lục Bình từ 80-90%, ta chọn hiệu xử lý 85% nồng độ chất BOD đầu Ctt = 8.375 − CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân (8.375 * 85) = 0.8375mg / l 100 91 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi _ Mật độ bố trí Lục Bình phụ thuộc vào khả phát triển yếu tố khí hậu Theo kết thực nghiệm sử dụng Lục Bình để xử lý nước bãi rác mật độ trồng thí nghiệm khoảng 20-40 cây/m 2, chọn mật độ bố trí 30 cây/m2, mật độ điều chỉnh vận hành tùy theo phát triển 4.6 Bố trí ống dẫn thu nước thải - Ống dẫn nước từ mương vào có đường kính 800mm với chiều dài đoạn ống dẫn 50m Ống chôn sâu 1.5m phía mương thoát nước 1.1m trước vào hệ thống địa hình đắp cao mặt đê bao Chiều sâu chôn ống tính từ địa hình mặt đê _ Nhằm đảm bảo cho việc phân phối nước từ ao xử lý qua ao xử lý khác nên bố trí ao nguồn thu ống có đường kính 800mm phân phối ao xử lý thành nhiêu ống nhỏ tuỳ theo chiều rộng ao xử lý tiếp theo, đảm bảo khoảng cách tối ưu ống phân phối từ 3-5m (theo DLWC,1998) Độ sâu đặt ống tính phần thông số thủy lực + Ao oxy hoá: Độ sâu đặt ống dẫn đầu vào cách mực nước 0.412m-> chọn 0.4m Độ sâu đặt ống dẫn đầu cách mực nước: 0.8364m -> chọn 0.8m + Ao xử lý trồng Sậy: Độ sâu đặt ống dẫn đầu vào cách mực nước 0.8364m-> chọn 0.8m, ống đặt cách đáy ao 0.3m Độ sâu đặt ống dẫn đầu cách mực nước: 0.984m -> chọn 1m, ống đặt cách đáy ao 0.1m + Ao xử lý trồng Lục Bình: Độ sâu đặt ống dẫn đầu vào cách mực nước 1m-> ống đặt cách đáy ao trồng Lục Bình 0.2m Độ sâu đặt ống dẫn đầu cách mực nước: 1.2m -> ống đặt sát đáy CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 92 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi _ Bố trí thêm điều tiết nước đầu vào đầu hệ thống Kích thước của điều tiết lựa chọn phù hợp với kích thước ống Đặc tính loài thực vật bố trí ao xử lý 5.1 Cây Sậy _ Phương pháp ứng dụng sậy vào việc xử lý nước thải Giáo sư – Tiến só Kathe Seidel nghiên cứu áp dụng vào năm 60, ông nhận biết tác dụng đồng thời rễ, vi sinh vật tập trung chỗ đất Trong hệ sinh thái đất trồng bị ngập nước, vi sinh vật lấy chất phân hủy vi sinh nước thải, kim loại nặng đọng lại đất phần thân _ Quá trình loại bỏ chất ô nhiễm Sậy: + Sậy loài sống đất bùn, chúng tiếp nhận oxy từ không khí không khác qua khe hở đất rễ, mà có cấu chuyển oxy không khí bên thân tận rễ Quá trình hoạt động giai đoạn tạm ngừng sinh trưởng Như , rễ toàn lau sậy sống điều kiện thời tiết khắc nghiệt Oxy rễ thải vào khu vực quanh vi sinh vật sử dụng cho trình phân hủy hoá học Việc tích lũy oxy quanh rễ tạo nên khu vực yếm khí hiếu khí Vi sinh vật đất phân hủy chất thải vùng hiếu khí yếm khí Số lượng vi khuẩn đất nhiều số lượng vi khuẩn có bể hiếu khí kỹ thuật, khoảng từ 10 đến 100 triệu vi khuẩn 1g đất, đồng thời phong phú chủng loại vi khuẩn lớn 10 đến 100 lần bể hiếu khí kỹ thuật _ Hiệu loại bỏ chất ô nhiễm: + Đối với nước thải sinh hoạt: theo thống kê việc áp dụng hệ thống việc xử lý nước thải gia đình làng xã Canada Thụy Só, Hunggari CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 93 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi số Nitơ Amoni, Nitrat, Phosphate, BOD nơi áp dụng hệ thống cho tỉ lệ phân hủy từ 92-96% + Đối với nước thải công nghiệp : có chứa lưu huỳnh asen hay nước thải nông nghiệp có chứa nhiều phân gia súc sử dụng chúng có chứa nhiều phosphor lọc Một thí nghiệm Pháp cho thấy nước thải có chứa kim loại nặng phân huỷ chất : COD, BOD 5, Crôm, Đồng, Nhôm, Sắt, Chì, Kẽm từ 90-100% _ Thời gian hoạt động hệ thống từ 30-50 năm, vùng nhiệt đới cận nhiệt đới lên đến 75 năm 5.2 Cây Lục Bình(Bèo Tây) _ Lục bình có thân xốp phát triển, mọc thẳng mặt nước trôi dạt theo nước Lục bình sinh sản mạnh, tháng đẻ cháu đến 1000 cá thể _ Hiệu xử lý chất ô nhiễm Lục Bình: + Thí nghiệm chứng tỏ ta trồng Lục Bình, 24h hút 34kg Na, 22kg Ca, 17kg P, 4kg Mn, 2.1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g Kẽm, 321g Stronti Khả hút tích Kẽm mạnh khả giảm tải lượng BOD từ 80-90% Ngoài Lục Bình có khả phân giải Phenol Xyanua Các tác động môi trường dự án Dự án nhằm mục cải thiện môi trường nước thải cụm công nghiệp trước thải hệ thống kênh thủy lợi giai đoạn thi công vận hành tránh khỏi tác động đến môi trường xung quanh Đây tác động dự báo đề xuất giải pháp hạn chế 6.1 Tác động đến môi trường nước - Trong thời kỳ xây dựng công trình: Quá trình chuẩn bị thi công công trình với hoạt động nói tác động đến môi trường nước khu vực Chất CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 94 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi thải công nghiệp chất thải sinh hoạt môi trường nước gia tăng đáng kể gây ô nhiễm môi trường nước Lượng chất thải phụ thuộc vào số công nhân xây dựng số lượng xe máy hoạt động thời gian thi công - Trong thời kỳ vận hành công trình : giai đoạn đầu cho nước vào ao xử lý theo mực nước yêu cầu chất lượng nguồn nước phụ thuộc vào việc thi công dọn dẹp vệ sinh đáy ao xử lý Nếu việc vệ sinh đáy ao xử lý thực tốt nước đầu bị tác động Ngược lại, không làm tốt điểm nước ao xử lý gia tăng thêm lượng ô nhiễm kéo theo nhiều tác động tiêu cực tới đời sống dân địa phương - Thành phần ô nhiễm chủ yếu giai đoạn là: + Rác sinh hoạt công nhân + Dầu mỡ việc vận hành máy móc thi công + Độ đục nước gia tăng việc đào đắp thi công - Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm + Rác thải chủ yếu trình sinh hoạt công nhân cần bố trí nhiều chỗ thu gom tập trung nơi để thuê xe rác tới vận chuyển theo định kỳ + Dầu mỡ phát sinh từ việc vận hành sữa chữa thiết bị giới cần triệt để thu gom Nên bố trí nơi để tu bổ xe để thuận lợi cho việc quản lý 6.2 Tác động đến môi trường không khí - Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu giai đoạn thi công : hoạt động đào đắp, vận chuyển đất cát giai đoạn thi công, vật liệu xây dựng rơi vãi trình vận chuyển, thường gây ô nhiễm bụi trầm trọng môi trường không khí xung quanh, đặc biệt ô nhiễm bụi nơi có hoạt động xây dựng vượt trị số tiêu chuẩn cho phép tới 10-20 lần - Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 95 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Trong trình chuẩn bị thi công cần thực số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí như: + Các xe vận chuyển đất cát thi công phải có bạt phủ vận chuyển + Áp dụng biện pháp phun ẩm trình san ủi mặt bằng, vào thời điểm có nắng to gió cần phải phun ẩm ngày lần + Tiến hành phun nước đoạn đường gần công trường, nơi có xe vận chuyển vật liệu qua + Có chế độ điều tiết xe phù hợp để tránh làm gia tăng mật độ xe làm việc + Tất xe vận tải thiết bị thi công giới phải đạt tiêu chuển qui định cục đăng kiểm mức độ an toàn kỹ thuật an toàn môi trường 6.3 Tác động môi trường xung quanh - Chủ yếu ô nhiễm tiếng ồn hoạt động phương tiện giới ảnh hưởng nhiều đến cư dân xung quanh hai bên tuyến đường vận chuyển xe vận chuyển Đối với hoạt động thi công phương tiện vận tải tiếng ồn thường có bán kính ảnh hưởng khoảng 1km - Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm + Bố trí thời gian hoạt động phương tiện cho tránh thời điểm nhạy cảm thời gian nghỉ ngơi cư dân xung quanh Nhằm hạn chế tới mức thấp những tác động đến sức khoẻ cộng đồng xung quanh Chương trình quan trắc quản lý hệ thống xử lý Để đảm bảo cho hệ thống vận hành đạt hiệu không gây tác động đến môi trường xung quanh nên đề chương trình giám sát hệ thống gom vấn đề sau 7.1 Quan trắc môi trường - Xây dựng trạm quan trắc với mục đích: CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 96 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi + Giám sát nguồn nước đầu vào, đầu ra, mực nước, biến đổi chất lượng nước ao xử lý + Giám sát chất lượng nước mặt khu vực xung quanh nơi đặt hệ thống xử lý để đảm bảo không bị rò rỉ nước thải nguồn xung quanh + Giám sát phát triển loài thực vật ao xử lý + Giám sát yếu tố khí tượng nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, thủy triều nhằm phục vụ cho việc điều tiết nước ao xử lý - Vị trí xây dựng trạm quan trắc : đầu hệ thống xử lý, phía gần tỉnh lộ 15 - Các hạng mục trạm quan trắc: nhà làm việc, công trình phụ, thiết bị đo đạc, lấy mẫu bảo quản mẫu trước gửi phân tích 7.2 Tổ chức việc quan trắc - Đầu tiên cần đào tạo công nhân có kỹ thuật thục thao tác đo đạc thông số lưu lượng, mực nước, bên cạnh phải biết quy định việc lấy bảo quản mẫu phân tích Công tác giám sát lấy mẫu cần công nhân - Chương trình quan trắc gồm có: + Kiểm tra lưu lượng nước đầu vào đầu cửa điều tiết, kiểm tra mực nước ao xử lý có biến đổi điều chỉnh lưu lượng nước đầu vào đầu + Định kỳ lấy mẫu phân tích 23 ngày lần theo thời gian lưu nước Các vị trí cần lấy mẫu: • Đầu vào đầu ao xử lý • Mẫu nước mặt khu vực xung quanh khu vực xử lý + Giám sát sinh trưởng phát triển loài thực vật ao xử lý Công việc tiến hành theo chu kỳ ngày Các yếu tố cần quan sát : • Tốc độ phát triển mức độ xanh tốt CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 97 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi • Xem xét có loài sâu bệnh không • Thu nhặt chết rác thải rơi vào ao • Xem xét mật độ cây, vượt mật độ trồng tỉa thưa lại theo mật độ KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ I Kết luận _ Các ứng dụng đất ngập nước nghiên cứu ứng dụng từ lâu nhiều nơi giới đạt nhiều kết khả quan điều chứng minh việc áp dụng đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt hay công nghiệp hoàn toàn khả thi _ Qua nghiên cứu thực trạng xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui điều kiện tự nhiên địa hình nơi cho thấy việc áp dụng đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải hoàn toàn khả thi, điều mang lại lợi ích sau: + Giúp địa phương cụm công nghiệp giải vấn đề nước thải vượt ngưỡng cho phép lý chủ quan hay khách quan + Tạo thêm nhiều mảng xanh cho cụm công nghiệp khu vực xung quanh + Một phần giúp điều tiết vi khí hậu khu vực xung quanh + Cho phép phát thải số chất thải đặc biệt kim loại nặng ngưỡng giới hạn xử lý hệ thống xử lý, kim loại bị loại bỏ nhờ khả hấp thụ loài thực vật xử lý + Là nơi trữ tiếp nhận nước mưa chảy tràn lượng mưa tăng đột biến Điều đảm bảo cho việc hạn chế ngập úng cho khu vực xung quanh CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 98 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi + Vận hành với chi phí bảo dưỡng thấp, chi phí chủ yếu phát sinh từ việc quan trắc Và thấp nhiều so với việc vận hành công nghệ xử lý hoá học _ Bên cạnh có khó khăn như: + Diện tích đất cần thiết cho thiết kế tương đối lớn gây khó khăn cho vùng eo hẹp diện tích đất dự trữ + Do hệ thống trữ nước nên nguy phát sinh muỗi gây bệnh sốt xuất huyết có thể, yếu tố dẫn tới e ngại cấp quản lý Tuy nhiên hệ thống xử lý nước lưu thông với vận tốc phù hợp đảm bảo cho việc không trở thành môi trường sống muỗi _ Qua việc phân tích yếu tố cho thấy việc áp dụng đất ngập nước có nhiều mặt bất lợi mặt kinh tế Nếu đứng khía cạnh nhà kinh tế chắn dự án không khả thi góc độ nhà môi trường dự án hoàn toàn khả thi giá trị môi trường dự án mang lại khó có thể định lượng tiền Cụ thể giá trị môi trường dự án mang lại như: + Với diện tích gần 11ha, có 7.7ha vùng có trồng thực vật Đây nơi sống lý tưởng cho hệ sinh thái động thực vật thủy sinh Từ số tài liệu tham khảo cho thấy đầm lầy đất ngập nước có đa dạng loài cao, đặc biệt loài chim nước + Đảm bảo nguồn nước tưới cho vùng canh tác hạ lưu nước thải sau xử lý đạt chuẩn nên không ảnh hưởng tới loài trồng Cái giảm tích lũy độc chất loại trồng, từ đảm bảo cho sức khoẻ người sử dụng + Hơn nơi tham quan giáo dục ý thức môi trường cho cộng đồng xung quanh, đặc biệt học sinh, sinh viên bảo vệ môi trường, mối quan hệ yếu tố, cá thể sống môi trường CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 99 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi mà minh chứng cụ thể tái tạo vùng đất ngập nước tái tạo lại đa dạng sinh học _ Từ kết luận dự án cần thiết, giải vấn đề xúc doanh nghiệp nguồn thải, tạo điều kiện phục hồi hệ sinh thái thủy sinh, tạo điều kiện nâng cao nhận thức môi trường cho cộng đồng địa phương II Kiến nghị _ Với địa phương Củ Chi quỹ đất nhiều ta nên áp dụng đất ngập nước để xử lý nước thải công nghiệp khó khăn xử lý đất ngập nước quỹ đất cho dự án Thêm vào đó, theo định hướng tương lai Củ Chi phát triển thêm nhiều khu công nghiệp tập trung nhằm thúc đẩy tăng trưởng kinh tế địa phương Trong trình quy hoạch khu công nghiệp địa phương nên giành quỹ đất để thiết kế hệ thống đất ngập nước nhằm phục vụ mục đích : + Xử lý nước thải + Tạo thêm mảng xanh cho khu công nghiệp + Tạo thêm nguồn thu thuế môi trường từ việc cho phép doanh nghiệp phát thải vào hệ thống giới hạn cho phép Bên cạnh đó, việc áp dụng đất ngập nước cho xử lý nước thải sinh hoạt chăn nuôi địa phương có nhiều điều kiện khả thi để thực Qua tham khảo tài liệu thấy hệ thống thoát nước địa phương thiếu, nhiều vùng cống thoát nước Nước thải sinh hoạt chủ yếu thải vào kênh, mương, ao hồ xung quanh khu vực sống Từ thực tế đề xuất với địa phương nên áp dụng, phổ biến kiến thức tới người dân hiệu xử lý nước thải loài thực vật nước giới thiệu cho người dân mô hình xử lý nước thải sinh hoạt đất ngập nước, điển hình khuyến cáo người CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luaân 100 .. .Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi Hệ thống đất ngập nước nhân tạo xây dựng để xử lý nước thải theo trình sinh học, hoá lý học... Luân 41 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi II CÁC CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT NGẬP NƯỚC Chức sinh thái đất ngập nước - Nạp nước ngầm : nước thấm... dụng đất ngập nước nhân tạo xử lý nước thải nước CBHD : Th.S Nguyễn Văn Đệ SVTH : Nguyễn Thành Luân 10 Thiết kế hệ thống đất ngập nước phục vụ xử lý nước thải cụm công nghiệp Tân Qui- Huyện Củ Chi