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

LỜI CẢM ƠN Được quan tâm giúp đỡ bảo tận tình tập thể giáo sư, phó giáo sư, tiến sỹ, giảng viên trường Đại học Thuỷ Lợi, tham gia góp ý nhà khoa học, nhà quản lý, bạn bè, đồng nghiệp nỗ lực thân tác giả, luận văn hoàn thành vào tháng 03 năm 2012 khoa Sau đại học trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội Tự đáy lịng tác giả xin bày tỏ lịng kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới nhà giáo PGS.TSKH Nguyễn Trung Dũng người thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp tận tình bảo hướng cung cấp thông tin 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 bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả học tập hoàn thành luận vănnày Cuối xin chân thành cảm ơn Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để tác giả trình bày luận văn Hà nội, tháng 03 năm 2012 Tác giả Trần Thanh Khiêm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thực Các số liệu kết luận nghiên cứu trình bày luận vănc h a đượccông bố nghiên cứukhác Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên Trần Thanh Khiêm DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.5.1Tải trọng chất thải trung bình ngày tính theođầungười 10 Bảng 1.5.2Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp củaAPHA .11 Bảng 1.5.3Lưu lượng nước thải số ngànhcôngnghiệp .12 Bảng 1.5.4Tính chất đặc trưng nước thải số ngànhcôngnghiệp 13 Bảng 2.1.1Áp dụng cơng trình học xử lýnướcthải .18 Bảng 2.1.2Áp dụng cơng trình xử lý hoá học xử lýnướcthải 20 Bảng 3.1.4.1Mật độ xây dựng hạng mụccơngtrình 48 Bảng 3.1.4.2Tải trọng bổ sung từ bểtự hoại .48 Bảng 3.1.4.3Tiêu chuẩn nước sauxửlý 49 Bảng 3.1.4.4Chu trình làm việccủaC-tech .53 Bảng 3.3.1Tải trọng ô nhiễm đặc tínhnướcthải 63 Bảng 3.4.2Đánh giá so sánh phương án xử lý nước thải phương pháp chođiểm 77 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1.2Hệ thống keo tụ kết hợp với bểlắngLamella 23 Hình 2.1.3Lực phân tán London (đóng vai trị q trìnhhấpphụ) .25 Hình 2.1.4Q trình phân huỷkỵkhí 28 Hình 2.1.5Hình minh hoạ chế xử lý aosụckhí 30 Hình 2.1.6Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám (Attacted Growth Activated Sludge Reactor– AASR) .31 Hình 2.1.7Cấu tạo bể lọc sinh họcnhỏgiọt .32 Hình 3.1.1Bản đồ hành Thành phốBắcNinh 40 Hình 3.1.2Vị trí thành phố Bắc Ninh vùngkinhtế 42 Hình 3.1.3Nhà văn hố trung tâm thành phố Bắc Ninh đượcxâydựng 45 Hình 3.1.4Chu kỳ hoạt động củabểC-tech .54 Hình 3.2.1Nước thải rác nơng nghiệp đổ trực tiếp rakênhtiêu 58 Hình 3.2.2Rác thải nơng nghiệp đốt trênkênhtiêu 59 Hình 3.2.3Rác nơng nghiệp thải trực tiếp trênkênhtiêu 59 Hình 3.2.4Nước thải nhà dân khơng tiêu gây lắng đọng bốc mùikhóchịu 60 Hình 3.2.5Nước đọng rãnh nước gânhiễm 61 Hình 3.2.6 Nước thải rãnh nước lẫn rác mưa xuống khơng đượctiêuthốt 61 Hình 3.3.3Sơ đồcôngnghệ .64 Hình 3.4.1Các yếu tố hệ thống xử lýnướcthải 66 Hình 3.4.2Hai khu vực khác áp dụng xử lý nước thải phi tậptrung 66 Hình 3.4.3Hệ thống xử lý nước thải tập trung phục vụ trung tâmthànhphố 67 Hình 3.4.4Hệ thống xử lý nước thải tập trung phục vụ trung tâm thành phố cácvùng phụ cận (Đây phương pháp xử lí điển hình củaphươngtây) 67 Hình 3.4.5Hệ thống xử lý nước thải tập trung có bổ sung xử lý phi tập trung trongkhu vực nông thôn (Đây mơ hình điển hình cho nhiều khu vực tạiChâuÂu) 68 Hình 3.4.6Hệ thống xử lý nước thải tập trung phi tập trung phục vụ trung tâmthành phố vùng phụ cận (đây giải pháp cho thịViệtNam) .68 Hình 3.4.7Mơ hình ứng dụng xử lý nước thải phi tập trungđiểnhình .69 Hình 3.4.8 Tỉ lệ chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý tập trung/phitậptrung 70 Hình 3.4.9Tỉ lệ chi phí đầu tư cho hệ thống cống vàđườngống .71 Hình 3.4.10Mơ hình kết hợp xử lý nước thải phi tập trung vàtậptrung 75 Hình 3.4.11So sánh phương án vệ sinh theothunhập .76 Hình 3.4.12Chi phí cho nước xử lý nước thải theo mật độdâncư .76 Hình 3.4.13Đề suất xây dựng NM xử lý nước thải phi tập trung tạikênhtiêu 79 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD: Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học BOD: Nhu cầu ơxy sinh hố sau 5ngày COD: Chomical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học DO: Dissolved Oxygen - Lượng oxy hoàtan SS: Suspended Soild - Chất rắn lơlửng F/M: Food – Microganism Ration -Tỷlệ thức ăn cho vi sinh vật MLSS: Mixed Liquor Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng bùn lỏng, mg/l MLVSS: Mixedl i q u o r V o l a t i l e S u s p e n d s S o i d Chấtrắnlơlửngbayhơi 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 xâydựng TCVN: Tiêu chuẩn ViệtNam XLNT: Xử lý nướcthải ODA: Official Development Assistance- Vốn đầu tư nước WWWTP: Hệ thống xử lý nướcthải Sewer System: Hệ thống cống rãnh WRT: Wastewater Reception Tank - Ngăn tiếp nhận nước thải NMXLNT: Nhà máy xử lý nướcthải NMXLNTTT: Nhà máy xử lý nước thải tậptrung MỤC LỤC MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG 4.CÁCHTIẾPCẬNVÀ PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠTĐƯỢC Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CHƯƠNG1 TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM VÀQUẢN LÝ NƯỚC THẢIĐÔTHỊ 1.1 PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊBỀNVỮNG 1.2 THỰC TRẠNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ ỞVIỆTNAM .2 1.3 THỰC TRẠNG VIỆC TIÊU THOÁT NƯỚC THẢIĐÔTHỊ 1.4 QUẢN LÝ NƯỚC THẢIĐÔTHỊ .7 1.5 ĐẶC ĐIỂM NƯỚC THẢIĐÔTHỊ .9 1.5.1 Nước thảisinhhoạt 1.5.2 Nước thải công nghiệp (nước thảisản xuất) 11 1.5.3 Nước thải lànước mưa 14 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ VÀ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ TẬP TRUNG VÀ PHITẬP TRUNG .17 2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬLÝNƯỚC THẢICƠ BẢN 17 2.1.1 Xử lýcơ học 17 2.2.2 Phương pháp xử lý hoá học vàhoálý 20 2.1.3 Phương phápsinhhọc 25 2.2 PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG VÀ PHITẬPTRUNG 34 2.2.1 Phương án xử lý nước thảitập trung 34 2.2.2 Phương án xử lý nước thải phitập trung 34 2.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN TRONG HỒN CẢNH PHÁT TRIỂN ĐƠTHỊ HIỆNNAY 37 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ PHI TẬPTRUNG VÀ ÁP DỤNG CHO KHU TÁI ĐỊNH CƯ THUỘC PHƯỜNG ĐẠI PHÚCTHÀNH PHỐBẮCNINH 40 3.1 GIỚI THIỆU THÀNH PHỐ BẮC NINH VÀ DỰ ÁN TIÊU THOÁT VÀ XỬLÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CỦA THÀNH PHỐBẮCNINH 40 3.1.1 Vị trí địa lý, điều kiệntựnhiên 40 3.1.2 Đặc điểm kinh tếxãhội .43 3.1.3 Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội quản lý đô thị thành phốBắcNinh 45 3.1.4 Dự án tiêu thoát xử lý nước thải tập trung thành phốBắc Ninh 47 3.2 GIỚI THIỆU KHU TÁI ĐỊNH CƯ PHƯỜNG ĐẠI PHÚC THÀNH PHỐ BẮCNINH 56 3.2.1 Điều kiện tự nhiênxãhội .56 3.2.2 Thực trạng tình hình vệ sinh mơi trường khu giãn dân PhườngĐạiPhúc 57 3.2.2 Sự cần thiết phảiđầutư 62 3.3 PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ PHI TẬP TRUNG CỦA KHUTÁI ĐỊNH CƯ PHƯỜNG ĐẠI PHÚC THÀNH PHỐBẮCNINH 63 3.3.1 Tải trọngônhiễm 63 3.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước thải quaxửlý .63 3.3.3 Lựa chọn công nghệxử lý 64 3.4 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ CÁC CHỈTIÊUĐÁNHGIÁ .65 3.4.1 Lý thực xử lý nước thải phi tập trung đô thị đâu cách xử lýphù hợp - Tập trung hay phitập trung? 65 3.4.2 Áp dụng phương pháp so sánh tiêu đánh giá cho PhườngĐạiPhúc 77 A KẾTLUẬN 80 B KIẾNNGHỊ 82 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦALUẬNVĂN 83 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 84 MỞ ĐẦU TÍNHCẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI Mơi trường có tầm quan trọng đặc biệt với đời sống người, sinh vật phát triển kinh tế, văn hố, xã hội lồi người nói chung, quốc gia địa phương nói riêng Trong quy hoạch xây dựng đô thị không cân nhắc, tính tốn đến yếu tố mơi trường cách đầu đủ gây hậu xấu, làm sa sút, suy thối mơi trường, nguy hại đến sức khỏe người hạn chế phát triển kinh tế xã hội Chúng ta quan tâm đến mơi trường quan tâm bảo vệ sống chúngta Hiện q trình thị hố Việt Nam diễn nhanh sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị, khu tái định cư vơ thơ sơ Có thể nói rằng, người Việt Nam làm nhiễm nguồn nước uống nước sinh hoạt thải hàng ngày Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố, ngun nhân gây nên tình trạng nhiễm nước vấn đề có xu hướng ngày xấu Việc nâng cấp hệ thống thu gom xử lý nước thải chất thải rắn không theo kịp với tốc độ tăng trưởng kinh tế liên tục Hiện tại, có 60% dân số đô thị đấu nối vào hệ thống cấp nước tập trung, mức độ bao phủ dịch vụ thu gom nước thải lại tương đối thấp Tuy nhiên, công tác xử lý nước thải hạn chế Việc xả nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp chưa qua xử lý vào sông, kênh xả bừa bãi chất thải độc hại gây ran guy hiểm cho sức khỏe cộng đồng môi trường phạm virộng Vấn đề môi trường nước nước thảigâyra trở nên trầm trọng nhiều địa phương Theo quan trắc tiêu BOD, COD, SS, kim loại nặng hệ thống thoát nước vượt nhiều lần tiêu cho phép TCVN 1995 Tỷ lệ bệnh liên quan đến nguồn nước ngày cao Tại đô thị khu tái định cư chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung Nước thải dân sinh xử lý sơ qua bể phốt, khu cơng nghiệp, nhà máy, bệnh viện có trạm xử lý nước thải nhỏ chiếm 5% tổng lượng nước thải thị, phần cịn lại chưa xử lýx ả thẳng vào hệ thống nước thị gây ô nhiễm môi trường đến mức báo động cho khu vực xung quanh vùng lân cận, ảnh hưởng đến hệ sinh thái phát triển bền vững Công tác quản lý thu gom, xử lý nước thải đô thị khu tái định cư quan tâm nhiều năm gần đây, số tỉnh thành phố, khu công nghiệp đã có dự án xây dựng trạm xử lý nước thải triển khai Tại thành phố Bắc Ninh dự án thu gom, tiêu thoát xử lý nước thải đầu tư vốn vay theo hình thức ODA Đức, tiến hành cải tạo xây hệ thống tiêu thoát nước nhằm giảm thiểu tình trạng úng ngập, đồng thời thu gom xử lý nước thải Tuy nhiên quy định pháp luật chưa hồn thiện, quy hoạch thị chưa đồng bộ, đầu tư hạn hẹp, hạn chế khó khăn thể chế, thu hồi chi phíkhơngđủ để vận hành bảo dưỡng cơng trình thiếu ý thức mơi trường người dân nguyên nhân dẫn đến yếu thiếu hụt ngành thoát nước hiệnnay Phường Đại phúc nằm phía nam Thành Phố Bắc Ninh cách trung tâm thành phố 1,5 km, đầu mối giao thông quan trọng nối liền Thành Phố Bắc Ninh với tỉnh khác nhờ quốc lộ 1A Hà Nội – Lạng Sơn, cửa ngõ vào thành phố Bắc Ninh Phường Đại Phúc trình chuyển đổi cấu sản xuất từ nông chuyển dần sang sản xuất công nghiệp dịch vụ Hiện Phường Đại Phúc tiến hành xây dựng khu tái định bên cạnh diện tích canh tác nơng nghiệp, hệ thống thu gom xử lý nước thải khu tái định cư chủ yếu thu gom vào hệ thống thoát chung thành phố để đưa nơi xử lý nước tập trung cự ly vận chuyển xa 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 qua xử lý để tưới cho trồng nhằm tận dụng nguồn nước giảm bớt chi phí cấp nước tưới cho sản xuất nông nghiệp vấn đề cần giải hệ thống thoát nước khu tái địnhcư Từ thực trạng hoạt động hệ thống thu gom sử lý nước thải khu tái định cư, vấn đề cấp thiết đặt phải nghiên cứu phương án xử lý nước thải dân sinh