Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà ở cao cấp suối hoa, thành phố bắc ninh, tỉnh bắc ninh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƯỜNG KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT CHO DỰ ÁN KHU NHÀ Ở CAO CẤP SUỐI HOA TẠI THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 306 Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Phú Tuấn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Tâm Mã sinh viên: 1353060168 Lớp: 59B - KHMT Khoá học: 2014 - 2018 Hà Nội, 2018 LỜI CÁM ƠN Qua thời gian học tập trường thầy cô bảo, ân cần truyền đạt kiến thức hữu ích Cuối em hồn thành khóa luận tốt nghiệp đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt khu nhà cao cấp Suối Hoa, thành phố Bắc Ninh, tỉnh Bắc Ninh” Trong q trình làm khóa luận giúp đỡ em nhiều điều, thấy mức độ vận dụng lý thuyết vào thực tế, mong muốn học hỏi Với việc thực đồ án tốt nghiệp bước khởi đầu để em tự tin bắt tay vào cơng việc chun mơn sau Em xin bày tỏ long biết ơn tới thầy Lê Phú Tuấn người trực tiếp hướng dẫn em làm khóa luận cho em nhiều lời khuyên để hồn thành khóa luận Cám ơn thầy cho em tiếp thu kiến thức Em xin trân thành cảm ơn anh Nguyễn Xuân Thao – công ty CP xây dựng kỹ thuật môi trường Á Châu anh chị cơng ty tận tình dạy, đóng góp ý kiến, cung cấp tài liệu cho em q trình khảo sát thực tế cơng ty để bổ sung cho phần trình bày khóa luận Cuối xin cảm ơn gia đình ln bên cạnh động viên, tọa điều kiện để hồn thành khóa luận bạn đồng khóa giúp đỡ q trình học tập thực khóa luận Mặc dù giúp đỡ người với lượng kiến thức hạn chế nên chắn đề tài khơng tránh khỏi sai sót Em mong đóng góp ý kiến trân thành thầy cơ, anh chị bạn để sửa chữa phần thiếu sót từ để nâng cao kiến thức Em xin trân thành cảm ơn! i MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BIỂU ĐỒ vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Khái quát nước thải sinh hoạt 2.1.1 Khái niệm nước thải sinh hoạt 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải sinh hoạt 2.1.3 Thành phần tính chất nước thải sinh hoạt 2.1.4 Tác hại nươc thải sinh hoạt 2.2 Thực trạng ô nhiễm Việt Nam 2.2.1 Hiện trạng ô nhiễm nước thải sinh hoạt 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 20 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, văn hóa, xã hội khu vực nghiên cứu 20 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 23 3.1.2 Đặc điểm kinh tế 26 3.1.3 Văn hóa – xã hội 27 ii 3.2 Tổng quan dự án khu nhà cao cấp Suối Hoa 28 CHƯƠNG III MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU30 4.1 Mục tiêu nghiên cứu 30 4.1.1 Mục tiêu chung 30 4.1.2 Mục tiêu cụ thể 30 4.2 Nội dung nghiên cứu 30 4.3 Phạm vi nghiên cứu 31 4.4 Phương pháp nghiên cứu 31 PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35 5.1 Đặc tính chất lượng nước thải 35 5.2 Đề xuất lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt 41 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 I KẾT LUẬN 80 II TỒN TẠI 80 III KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 84 iii DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng số liệu quan trắc 35 Bảng Hệ số động học bùn hoạt tính 20o 61 Bảng Thơng số kích thước SBR 68 Bảng Dự tốn chi phí cho phần xây dựng 70 Bảng 5 Dự toán chi phí cho phần thiết bị 72 Bảng Bảng lương nhân công vận hành 77 Bảng Bảng tiêu thụ điện ngày 77 Bảng Bảng chi phí hóa chất ngày 79 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Ảnh vị trí xây dựng dự án (googlemaps.com) 21 Hình Vị trí thực đề tài nghiên cứu 29 Hình Sơ đồ công nghệ phương án 42 Hình Sơ đồ công nghệ phương án 44 Hình Sơ đồ công nghệ phương án 47 v DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ Biều đồ thông số pH 36 Biểu đồ Biều đồ thông số BOD5 37 Biểu đồ Biểu đồ thông số TSS 38 Biểu đồ Biểu đồ thông số Phospho 39 Biểu đồ 5 Biểu đồ thông số Coliform 40 Biểu đồ Biểu đồ thông số Amoni 40 Biểu đồ Biểu đồ thông số Nitrat 41 vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BOD5 : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) DO : Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen) F/M : Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio) HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải MLSS : Chất rắn lơ lửng hỗn dịch (Mixed Liquor Suspended Solids) SS : Cặn lơ lửng (Suspended Solids) TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng QCVN 14;2008 Quy chuẩn quốc gia nước thải sinh hoạt XLNT : Xử lý nước thải VSV : Vi sinh vật vii Trường Đại học Lâm Nghiệp Khoa Quản lý Tài nguyên rừng mơi trường Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp Tên khóa luận tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho dự án khu nhà cao cấp phường Suối Hoa, thành phố Bắc Ninh, tình Bắc Ninh” Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Tâm Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Phú Tuấn Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu đánh giá đặc tính chất lượng nguồn thải Nội dung 2: Đề xuất, lựa chọn tính tốn cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt Nội dung 3: Dự tốn chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, vận hành hệ thống xử lý nước thải Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Giải vấn đề nước thải sinh hoạt khu nhà cao cấp Suối Hoa giúp thành phố phát triển bền vững trở thành phố trực thuộc trung ương tương lai Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu đánh giá đặc tính chất lượng nguồn thải - Đề xuất, lựa chọn tính tốn cơng nghệ xử lý nước thải sinh hoạt - Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, vận hành hệ thống xử lý nước thải Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp thực địa : Đi thực địa để khảo sát địa hình, khí hậu tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thành phố Bắc Ninha viii + Phương pháp thu thập số liệu : thu thập số liệu dân số, điều kiện tự nhiên làm sở để đánh giá trạng tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt gây cho dự án hoạt động + Phương pháp so sánh : so sánh số liệu thu thập với Tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam Từ đánh giá trạng chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu, dự báo đánh giá đề xuất giải pháp giảm thiểu tác động tới môi trường hoạt động dự án - Đề suất công nghệ xử lý phù hợp với trạng vị trí lắp đặt đề suất phương án phù hợp với thực tế + Phương pháp thực địa : điều tra thực tế, đo đạc diện tích đất ước lượng vị trí xây dựng lắp đặt cơng trình + Phương pháp tính tốn : sử dụng cơng thức tính tốn để tính tốn cơng trình hệ thống xử lý nước thải, dự trù kinh phí - Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt + Phương pháp tính tốn : sử dụng cơng thức tốn học phần mềm để tính tốn chi phí xây dựng vận hành hệ thống xử lý nước thải + Phương pháp đồ họa : sử dụng phần mềm Autocad để mơ tả cơng trình dự án Kết dự kiến - Đánh giá chất lượng nước xác định chất ô nhiễm có nước thải - Đề xuất tính tốn, thiết kế cơng trình tron hệ thống xử lý - Tính tốn dự tính trước chi phí xây dựng vận hành hệ thống ix Bảng Bảng chi phí hóa chất ngày Hóa chất Khối lượng dùng (kg/ngày) Giá kg Thành tiền Chlorine Javen 15.000 105.000 30 Chi phí sử dụng hóa chất ngày TH 105.000 Chi phí xử lý 1m3 nước thải Vậy chi phí ngày vận hành nước thải: TC = ( TN + TĐ + TS + TH + TKH )/2500 = (345.205.4795 + 1.650.500 + 3.463.042 +105.000 + 539.083 )/2500 = 2.441 đồng / m3 Như chi phí xử lý với giá thành 2441 đồng / m3 phù hợp với dự án, đầu tư chi phí cao, chất lượng nước thải đầu đảm bảo theo QCVN 14:2008 79 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, đề tài rút kết luận sau: Đề tài tiến hành nghiên cứu đặc tính nước thải sinh hoạt khu thị nhận thấy hàm lượng số chất ô nhiễm cao như: BOD5 175 mg/l; TSS 155 mg/l; Coliform 15000 MPN/100ml; Amoni 30 mg/l cao so với QCVN 14/2008 BTNMT Do vậy, chủ đầu tư cần xây dựng hệ thống xử lý nước thải hợp lý đảm bảo tiêu chuẩn xả thải, để bảo vệ môi trường Đề tài đề xuất phương án, dựa vào tính chất nước thải để tính tốn hệ thống xử lý nước thải phương pháp sử dụng bể SBR đạt hiệu 90% Với kích thước bể tiếp nhận tích 50 (m3), bể tách dầu mỡ thể tích 60 m3, bể Selector thể tích 71,3125 m3, bể SBR với thể tích 417 m3 Đề tài tính tốn số tiền xây dựng hệ thống phù hợp cho khu thị, với chi phí xử lý 2.370 vnđ/1m3 nước thải, với chi phí xử lý thấp mà đảm bảo tiêu chuẩn xả thải phù hợp với QCVN 14/2008 BTNMT II TỒN TẠI Do thời gian nghiên cứu hạn chế nên đề tài số tồn sau: Chưa thể lấy mẫu phân tích mà kế thừa số liệu từ kết nghiên cứu, phân tích, báo cáo đánh giá tác động mơi trường dự án xây dựng khu đô thị Chưa tính tốn cụ thể mặt lắp đặt hệ thống xử lý nước thải III KIẾN NGHỊ Bên cạnh mặt tích cực phương pháp xử lý, cần đầu tư áp dụng cơng nghệ tiên tiến để hồn thiện áp dụng vào thực tế tốt Công nhân cần tập huấn kiến thức, kỹ thuật vận hành kỹ thuật an toàn nhằm vận hành hệ thống hoạt động tốt hạn chế cố 80 Xử lý kịp thời cố nhằm tránh tổn thất cho hệ thống, giảm thiểu nhiễm tối đa góp phần bảo vệ môi trườn Giáo dục ý thức môi trường cho cơng nhân vận hành tồn cán bộ, công nhân vận hành hệ thống Đây hệ thống đảm bảo cho khu đô thị cao cấp nên quan trắc mơi trường nước định kì để kiểm tra, kiểm soát chất lượng nước đầu 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Xn Lai (2009) Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải NXB Xây dựng, Hà Nội [2] PGS.TS Hồng Huệ(2004), Cơng nghệ mơi trường - tập : Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội [3] PGS.TS Nguyễn Văn Phước (2007), Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt cơng nghiệp phương pháp sinh học, NXB Xây dựng Hà Nội [4] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Trần Đức Hạ (2002) , Xử lý nước thải sinh hoạt quy mô vừa nhỏ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [6] Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2006), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM [7] Trung tâm đào tạo nghành nước môi trường (1999), Sổ tay xử lý nước tập 1,2 , NXB Xây Dựng, Hà Nội [8] Trần Hiếu Nhuệ (1978), Thốt nước xử lý nước thải cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [9] PGS.TS Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội [10].http://cokhimoitruong.com.vn/chi-tiet/cong-nghe-xu-ly-nuoc-thai-sbr-vauu-va-nhuoc-diem.html 82 [11].https://giaiphapmoitruong.net/ky-thuat-moi-truong/cong-nghe-sbrsequencing-batch-reactor-phan-ung-theo.html 83 PHỤ LỤC 84 PHỤ LỤC 01: Bản vẽ công nghệ trạm xử lý nước thải khu nhà cao cấp Suối Hoa 85 PHỤ LỤC 02: QCVN 14:2008/BTNMT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM QCVN 14 : 2008/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT National technical regulation on domestic wastewater HÀ NỘI  2008 86 Lời nói đầu QCVN 14:2008/BTNMT Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước biên soạn, Tổng cục Mơi trường Vụ Pháp chế trình duyệt ban hành theo Quyết định số 16/2008/QĐBTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường 87 QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI SINH HOẠT National technical regulation on domestic wastewater QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn qui định giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt thải môi trường Không áp dụng quy chuẩn nước thải sinh hoạt thải vào hệ thống xử lý nước thải tập trung 1.2 Đối tượng áp dụng Quy chuẩn áp dụng sở công cộng, doanh trại lực lượng vũ trang, sở dịch vụ, khu chung cư khu dân cư, doanh nghiệp thải nước thải sinh hoạt mơi trường 1.3 Giải thích thuật ngữ Trong Quy chuẩn này, thuật ngữ hiểu sau: 1.3.1 Nước thải sinh hoạt nước thải từ hoạt động sinh hoạt người ăn uống, tắm giặt, vệ sinh cá nhân 1.3.2 Nguồn nước tiếp nhận nước thải nguồn nước mặt vùng nước biển ven bờ, có mục đích sử dụng xác định, nơi mà nước thải sinh hoạt thải vào 88 QUY ĐỊNH KỸ THUẬT 2.1 Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt thải nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt q giá trị Cmax tính tốn sau: Cmax = C x K Trong đó: Cmax nồng độ tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt thải nguồn nước tiếp nhận, tính miligam lít nước thải (mg/l); C giá trị nồng độ thông số ô nhiễm quy định Bảng mục 2.2 K hệ số tính tới quy mơ, loại hình sở dịch vụ, sở công cộng chung cư quy định mục 2.3 Khơng áp dụng cơng thức tính nồng độ tối đa cho phép nước thải cho thông số pH tổng coliforms 2.2 Giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt Giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép Cmax nước thải sinh hoạt thải nguồn nước tiếp nhận nước thải quy định Bảng Bảng - Giá trị thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt 89 TT Đơn vị Giá trị C Thông số A B  5-9 5-9 pH BOD5 (20 0C) mg/l 30 50 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 1000 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1.0 4.0 Amoni (tính theo N) mg/l 10 Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 30 50 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 20 Tổng chất hoạt động bề 10 mg/l mặt 10 Phosphat (PO43-) mg/l (tính theo P) 11 MPN/ Tổng Coliforms 100 ml 3.000 10 5.000 Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 A2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt) 90 - Cột B quy định giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 B2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt vùng nước biển ven bờ) 2.3 Giá trị hệ số K Tuỳ theo loại hình, quy mơ diện tích sử dụng sở dịch vụ, sở công cộng, khu chung cư khu dân cư, doanh nghiệp, giá trị hệ số K áp dụng theo Bảng Bảng 2: Giá trị hệ số K ứng với loại hình sở dịch vụ, sở cơng cộng chung cư Loại hình sở Khách sạn, nhà nghỉ Quy mơ, diện tích sử dụng sở Từ 50 phòng khách sạn xếp Giá trị hệ số K hạng trở lên Dưới 50 phòng Trụ sở quan, văn phòng, Lớn 10.000m2 1,2 1,0 trường học, sở nghiên cứu Dưới 10.000m2 1,2 Cửa hàng bách hóa, siêu thị Lớn 5.000m2 1,0 Dưới 5.000m2 1,2 Lớn 1.500m2 1,0 Dưới 1.500m2 1,2 Chợ Nhà hàng ăn uống, cửa hàng Lớn 500m2 thực phẩm Dưới 500m2 Cơ sở sản xuất, doanh trại lực Từ 500 người trở lên lượng vũ trang Dưới 500 người 91 1,0 1,2 1,0 1,2 Khu chung cư, khu dân cư Từ 50 hộ trở lên 1,0 Dưới 50 hộ 1,2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Phương pháp xác định giá trị thông số ô nhiễm nước thải sinh hoạt thực theo hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn phân tích tương ứng tổ chức quốc tế: - TCVN 6492-1999 (ISO 10523-1994) Chất lượng nước – Xác định pH - TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989) - Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxi sinh hoá sau ngày(BOD 5) - phương pháp cấy pha loãng - TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997) - Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thuỷ tinh - TCVN 6053–1995 (ISO 9696-1992) - Chất lượng nước - Xác định hàm lượng tổng chất rắn hoà tan - TCVN 4567-1988 - Chất lượng nước – Xác định hàm lượng gốc sunphua sunphát - TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984) - Chất lượng nước - Xác định amoni Phương pháp chưng cất chuẩn độ - TCVN 6180-1996 (ISO 7890-3-1988) - Chất lượng nước – Xác định nitrat Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic - TCVN 6336-1998 (ASTM D 2330-1988) - Phương pháp thử chất hoạt động bề mặt metylen xanh - TCVN 6622 - 2000 - Chất lượng nước – Xác định chất hoạt động bề mặt Phần 1: Xác định chất hoạt động bề mặt Anion phương pháp đo phổ Metylen xanh 92 - TCVN 6494-1999 - Chất lượng nước - Xác định ion Florua, Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat Sunfat hoà tan sắc ký lỏng ion - TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1-1990) - Chất lượng nước - Phát đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt Escherichia coli giả định Phần 1: Phương pháp màng lọc - TCVN 61872 : 1996 (ISO 93082 : 1990) Chất lượng nước  Phát đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt escherichia coli giả định  Phần 2: Phương pháp nhiều ống Phương pháp xác định tổng dầu mỡ thực theo US EPA Method 1664 Extraction and gravimetry (Oil and grease and total petroleum hydrocarbons) TỔ CHỨC THỰC HIỆN Qui chuẩn áp dụng thay cho TCVN 6772:2000 - Chất lượng nước Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt Danh mục tiêu chuẩn Việt Nam môi trường bắt buộc áp dụng ban hành kèm theo Quyết định số 35/2002/QĐ-BKHCNMT ngày 25 tháng năm 2002 Bộ trưởng Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường Tổ chức, cá nhân liên quan đến việc thải nước thải sinh hoạt môi trường tuân thủ quy định Quy chuẩn Cơ quan quản lý nhà nước môi trường có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực Quy chuẩn Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn Quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo văn 93