Nghiên cứu, tìm hiểu mô hình xử lý nước thải cho các đô thị miền núi trên thế giới và việt nam

I MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết đề tài .1 Mục tiêu đề tài Nội dung, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO 1.1 Hệ thống nước xử lý nước thải thị 1.1.1 Tổ chức nước thị .4 1.1.2 Các dạng hệ thống thoát nước đô thị 1.1.3 Xử lý nước thải .10 1.2 Mơ hình xử lý nước thải đô thị giới 11 1.3 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thị miền núi phía Bắc .17 1.3.1 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thành phố Sơn La 17 1.3.2 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thành phố Hịa Bình .25 1.3.3 Hiện trạng nước xử lý nước thải thành phố Lạng Sơn .29 1.3.4 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thành phố Tuyên Quang 34 CHƯƠNG 37 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO 37 2.1 Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội đô thị vùng cao 37 2.1.1 Điều kiện tự nhiên .37 2.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 38 2.2 Tổ chức thoát nước xử lý nước thải đô thị miền núi phía Bắc 40 2.2.1 Nguyên tắc tổ chức .40 2.2.2 Hệ thống thoát nước 41 2.2.3 Công nghệ xử lý nước thải 42 2.3 Đề xuất mơ hình xử lý nước thải cho thị miền núi phía Bắc 47 2.3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 47 2.3.2 Các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 51 II 2.3.3 Các mơ hình xử lý nước thải áp dụng 55 CHƯƠNG 60 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO THÀNH PHỐ TUN QUANG, TỈNH TUYÊN QUANG 60 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, định hướng quy hoạch 60 3.1.1 Điều kiện tự nhiên .60 3.1.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội thành phố Tuyên Quang 62 3.1.3 Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật: .64 3.1.4 Định hướng quy hoạch phát triển 67 1.5 Định hướng quy hoạch phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật 72 3.2 Mơ hình xử lý nước thải cho thành phố Tuyên Quang 76 3.2.1 Cơ sở lựa chọn 76 3.2.2 Lưu lượng nước thải, công suất NMXLNT 77 3.2.3 Tính chất nước thải, tải trọng chất bẩn 77 3.2.4 Mức độ cần thiết làm nước thải 79 3.2.5 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 83 3.2.6 Tính tốn kích thước NMXLNT 85 3.3 Đánh giá hiệu kinh tế - xã hội – mơi trường mơ hình xử lý nước thải 91 3.3.1 Hiệu kinh tế - xã hội .91 3.3.2 Hiệu môi trường: 93 3.4 Mô tả dây truyền công nghệ xử lý nước thải thành phố Tuyên Quang theo phương án lựa cho ̣n 94 3.4.1 Quá trình xử lý học .95 3.4.2 Quá trình xử lý sinh học Mương oxy hóa cải tiến 95 3.4.3 Bể lắ ng (sinh học) 99 3.4.4 Quá trình khử trùng 99 3.4.5 Quá trình xử lý bùn 100 3.4.6 Quá trình xử lý mùi 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 Kết luận 105 Kiến nghị 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .107 III HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ tổ chức nước xử lý nước thải đô thị Hình 1-2: Hiện trạng nước thành phố Hịa Bình 28 Hình 1-3: Hiện trạng hệ thống thoát nước thành phố Lạng Sơn .32 Hình 2-1: Bản đồ tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam 37 Hình 2-2: Ví dụ bố trí hồ sinh học thành chuỗi .43 Hình 2-3: Sơ đồ kiểm sốt nhiễm nguồn nước 48 Hình 3- 1: Vị trí địa lý thành phố Tun Quang……………………….………… 60 Hình 3-2: Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải cho TP Tuyên Quang theo phương án 84 Hình 3-3: Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải cho TP Tuyên Quang theo phương án 85 Hình 3-4 Sơ đồ công nghệ trạm XLNT theo phương án Mương oxy hóa cải tiến 94 Hình 3-5 Cấu hình hệ thống Mương oxi hóa cải tiến 97 Hình 3-6 Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy 98 Hình 3-7: Mặt tổng thể NMXLNT theo phương án 102 Hình 3-8: Mặt tổng thể NMXLNT theo phương án 103 Hình 3-9: Mặt đường ống kỹ thuật NMXLNT theo phương án 104 IV BẢNG Bảng 1-1: Một số công nghệ xử lý nước thải sử dụng nhà máy xử lý nước thải Việt Nam 13 Bảng 2-1: Các phương pháp cơng trình xử lý sinh học nước thải điều kiện nhân tạo .46 Bảng 2-2: Trọng số tiêu chí lựa chọn đánh giá dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị 54 Bảng 2-3: Phạm vi ứng dụng phương pháp xử lý sinh học nhân tạo nước thải 58 Bảng 2-4: Phạm vi sử dụng số cơng trình XLNT quy mơ nhỏ vừa 59 Bảng 3-1: Quy mơ diện tích, dân số phường xã Thành phố 63 Bảng 3-2: Lưu lượng NMXLNT số - thành phố Tuyên Quang .77 Bảng 3-3: Tải trọng nhiễm tính theo đầu người .78 Bảng 3-4: Tải trọng đầu vào nước thải .79 Bảng 3-5: Kích thước cơng trình NMXLNT theo phương án – Xử lý học sơ cấp .87 Bảng 3-6: Kích thước cơng trình NMXLNT theo phương án 1– Xử lý bùn 88 Bảng 3-7: Kích thước NMXLNT theo phương án – Mương ơxi hóa cải tiến .90 Bảng 3-8: Giá thành xây dựng chi phí quản lý, vận hành cơng trình nước xử lý nước thải đô thị theo nghiên cứu EPA 92 Bảng 3-9: Các tiêu kinh tế phương án NMXLNT .93 V PHỤ LỤC Phụ lục : Kết phân tích mẫu nước mặt sơng Lơ Phụ lục 2: Kết phân tích mẫu nước thải sinh hoạt TP Tuyên Quang VI CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT N Nitơ P Photpho BOD Nhu cầu ơxy sinh hóa COD Nhu cầu ơxy hóa học SS Cặn rắn lơ lửng MLSS Chất rắn lơ lửng dạng lỏng hỗn hợp kf Hệ số thấm p.a năm p.e Dân số tương đương TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KCN Khu công nghiệp NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải WWF Lưu lượng nước thải mùa mưa DWF Lưu lượng nước thải mùa khô SBR Bể phản ứng theo mẻ GDP Tổng sản phẩm quốc nội VND Đồng Việt Nam USD Đô la Mỹ EUR Đồng Euro WB Ngân hàng giới ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á JBIC Ngân hàng hợp tác quốc tế Nhật Bản KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau (Ngân hàng Phát triển Đức) ODA Hỗ trợ phát triển thức NPV Giá trị dòng DWA Hiệp hội nước nước thải Đức (trước ATV) EPA Tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Việt Nam giai đoạn phát triển nhanh chóng lĩnh vực kinh tế xã hội, bên cạnh nảy sinh vấn đề ô nhiễm môi trường nhiệm vụ bảo vệ môi trường Trong chiến lược phát triển, bền vững quốc gia bảo vệ môi trường đặt mục tiêu tất yếu song song với trình phát triển kinh tế-xã hội Trong vấn đề mơi trường thị nước, xử lý nước thải quản lý chất thải rắn công việc quan trọng nhằm giảm thiểu mặt tiêu cực q trình thị hố gây Đầu tư cho nước thị địi hỏi số vốn lớn, chi phí quản lý vận hành hàng năm tốn kém, cần có nghiên cứu đầy đủ lĩnh vực nhằm đưa phương án tối ưu cho điều kiện cụ thể Một phận hệ thống nước thị nhà máy xử lý nước thải Đây phận quan trọng định chất lượng nước thải xả nguồn nước tự nhiên khu vực đô thị Trên giới nước phát triển số nước phát triển có nhiều mơ hình xử lý nước thải áp dụng đạt yêu cầu mơi trường Tuy nhiên mơ hình áp dụng cho tất nơi Mỗi mơ hình xử lý nước thải phù hợp với số điều kiện cụ thể Hiện nay, Việt Nam có số nghiên cứu dự án đầu tư xây dựng cơng trình nước vệ sinh chủ yếu thực thị lớn như: dự án nước Thành phố Hà Nội, dự án cải tạo xây dựng hệ thống thoát nước Thành phố Vũng Tàu, dự án cải thiện môi trường nước thành phố Huế, dự án bảo vệ môi trường thành phố Hạ Long, dự án thoát nước vệ sinh thành phố Đà Nẵng… Tại đô thị nhỏ, đặc biệt đô thị miền núi vấn đề xử lý nước thải mẻ chưa quan tâm mức Hầu thải thị có loại nước thải nhiễm nặng nước thải bệnh viện hay nhà máy xí nghiệp nằm đô thị, chưa xử lý trước xả vào nguồn tiếp nhận xung quanh gây nhiễm mơi trường Bên cạnh đó, mơ hình xử lý nước thải cho đô thị lớn Việt Nam nhà tư vấn thiết kế lựa chọn từ mơ hình xử lý nước thải tiên tiến, đại nước ngồi Các mơ hình khơng đạt hiệu mong muốn điều kiện tự nhiên đặc điểm kinh tế xã hội Việt Nam khác so với nước Chính vậy, lại khó khẳng định tính hiệu mơ hình áp dụng cho đô thị miền núi Từ thực tiễn đó, yêu cầu có nghiên cứu để lựa chọn đề xuất mơ hình xử lý nước thải phù hợp với điều kiện tự nhiên kinh tế, xã hội đô thị miền núi nước ta, đặc biệt thị miền núi phía Bắc – nơi bắt nguồn sông lớn sông Hồng, sông Đà … nguồn cung cấp nước chủ yếu cho Thủ đô Hà Nội tỉnh phía Bắc Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, tìm hiểu mơ hình xử lý nước thải cho đô thị miền núi giới Việt Nam - Đề xuất mơ hình xử lý nước thải phù hợp cho đô thị miền núi phía Bắc Việt Nam Tính tốn điển hình cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang Nội dung, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Tổng quan công nghệ xử lý nước thải cho đô thị giới mô hình áp dụng cho thị Việt Nam; - Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ xử lý nước thải, tổ chức thoát nước - Phạm vi nghiên cứu: Một số thành phố miền núi phía Bắc nước ta - Đề xuất mơ hình xử lý nước thải cụ thể cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang Phương pháp nghiên cứu - Kế thừa nghiên cứu có mơ hình xử lý nước thải cho đô thị giới Việt Nam; - Thu thập thông tin tài liệu trạng thoát nước xử lý nước thải, điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội thị miền núi phía Bắc; - Khảo sát, thu thập thông tin trạng thoát nước xử lý nước thải, điều kiện tự nhiên, đặc điểm kinh tế xã hội, chất lượng nước mặt nước thải thành phố Tuyên Quang; - Phân tích thơng tin thu thập để viết luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÁC ĐÔ THỊ VÙNG CAO 1.1 Hệ thống thoát nước xử lý nước thải thị 1.1.1 Tổ chức nước thị Hệ thống nước tổ hợp cơng trình thiết bị giải pháp kỹ thuật tổ chức để thực nhiệm vụ thoát nước Để đảm bảo hệ thống thoát nước hoạt động hiệu phải tiến hành tổ chức nước Hiện nay, tồn hình thức tổ chức nước sau: - Thoát nước xử lý nước thải tập trung - Thoát nước xử lý nước thải phân tán - Thoát nước xử lý nước thải chỗ - Thoát nước xử lý nước thải kết hợp Khi thoát nước tập trung, nước thải từ tuyến cống cấp II (tuyến cống lưu vực) đưa tuyến cống cấp I (tuyến cống chính) sau bơm trạm xử lý nước thải tập trung Như nước thải dẫn khỏi đô thị xử lý đến mức độ yêu cầu xả nguồn nước mặt có khả tự làm lớn (đối tượng sơng hồ ngoại thành) Dạng nước tập trung đảm bảo cho mơi trường có độ an tồn cao, bị nhiễm Xử lý nước thải tập trung dễ kiểm soát quản lý Tuy nhiên việc đầu tư thoát nước thải tập trung tốn việc xây dựng tuyến cống dài sâu, số lượng trạm bơm chuyển tiếp nhiều Mặt khác đô thị phát triển không đồng theo không gian thời gian việc xây dựng trạm xử lý tập trung tuyến cống khơng phù hợp Việc đầu tư kinh phí lớn cho cơng trình từ đầu khó khăn 95 3.4.1 Quá trình xử lý học a Song chắn rác thô Trước vào hầm bơm, nước thải dẫn qua song chắn rác thơ khí Song chắn rác thơ có nhiệm vụ loại bỏ vật cứng rác thải có kích thước lớn (thường 20 mm) nhằm bảo vệ thiết bị khí trạm tránh bị hư hỏng bào mòn Theo định kỳ, rác thải giữ lại song chắn rác thô cào xuống thùng đựng rác vận chuyển xả bỏ b Bể tiế p nhận Nước thải rời khỏi song chắn rác thô chảy tiếp vào bể tiế p nhâ ̣n Từ bể tiếp nhận, nước thải dẫn đến cơng trình xử lý phía sau Bể tiế p nhâ ̣n có chức điều hoà lưu lượng nước thải đầu vào Nước thải dẫn đến cơng trình phía sau với lưu lượng ổn định c Thiết bị lưới chắn rác tinh Trước vào hệ thống xử lý hóa lý, nước thải chảy qua lưới chắn rác tinh hoạt động tự động Hệ thống lưới chắn rác tinh sử dụng nhằm loại bỏ loại rác, chất rắn có kích thước lớn 6mm Sử dụng lưới chắn rác tinh cần thiết nhằm bảo vệ thiết bị khí phía sau khơng bị ăn mòn Nước thải rời khỏi lưới chắn rác tinh chảy tiếp vào hệ thống xử lý hóa lý 3.4.2 Quá trình xử lý sinh học Mương oxy hóa cải tiến Cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến cơng nghệ xử lý sinh học tiên tiến, sản phẩm nhiều năm nghiên cứu phát triển, việc phát minh quy trình xử lý Mương oxi hóa cải tiến nằm 1967 Hiện tại, 1000 hệ thống Mương oxi hóa cải tiến vận hành khắp nới giới cho chất lượng nước sau xử lý cao Các lợi ích thực tiễn cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến nằm việc tiết kiệm chi phí, hoạt động đáng tin cậy hiệu cao áp dụng để xử lý nước thải sinh hoạt cơng nghiệp Sự tín nhiệm khách hàng cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến nằm hiệu xử lý nhà máy XLNT dùng cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến tuân theo quy tắc thiết kế riêng Các quy tắc thiết kế phát triển qua nhiều thập niên kiểm chứng cơng trình cụ thể + Ngun lý hoạt động Nguyên lý hoạt động hệ thống Mương oxi hóa cải tiến dựa việc phát triển có tính đột phá cơng nghệ mương oxy hóa Cũng giống tất 96 mương oxy hóa thơng thường, Mương oxi hóa cải tiến có hình dạng giống trường đua có trang bị tường ngăn nằm dọc theo chiều dài bể Hỗn hợp nước bùn trộn với khí trời máy sục khí bề mặt trục đứng có vận tốc vịng quay thấp (23-35 vịng/phút) Việc sử dụng máy sục khí đảm bảo việc khuấy trộn tiến hành thích hợp, tạo dòng chảy ngang độ xáo trộn định bể nhằm tránh tượng bùn lắng xuống đáy bể Trong nước thải chảy thành vòng bể, vi sinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính) phân hủy hợp chất hữu hợp chất chứa Nito (N) Tùy thuộc vào trạng thái vận hành mà ta sử dụng, hỗn hợp nước thải bùn chảy qua khu vực giàu oxy (hiếu khí), cạn kiệt oxy (thiếu khí) kỵ khí hồn tồn nhằm tiến hành q trình loại N Photpho (P) theo phương pháp sinh học Thông thường, hệ thống Mương oxi hóa cải tiến sử dụng xử lý nước thải xử lý sơ phương pháp học (lược rác, tách cát) không cần dùng đến bể lắng sơ Trong trường hợp vậy, việc thiết kế hệ thống Mương oxi hóa cải tiến dựa thời gian lưu bùn dài (theo hình thức thơng khí kéo dài) nhằm tiến hành q trình nitrat (NO3-) hồn tồn, sinh lượng bùn có tính ổn định cao đem xả bỏ cách dễ dàng mà không cần dùng đến trình làm ổn định bùn khác (bể phân hủy bùn) Tuy nhiên, nhiệt độ mơi trường cao, thời gian lưu bùn giảm xuống đáng kể Trong tình nào, bùn tách từ bể lắng sau Mương oxi hóa cải tiến hồn tồn đem tách nước theo phương pháp truyền thống tiên tiến + Cấp Oxy khuấy trộn Một đặc điểm đặc biệt cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến việc sử dụng máy sục khí bề mặt tốc độ thấp kiểu turbine, trục đứng Loại máy sục khí bề mặt cung cấp lượng oxy cần thiết hỗ trợ trình phân hủy sinh học chất hữu cơ, trì trạng thái lơ lửng vi sinh vật nước thải cách tạo dịng chảy rối nước thải tồn thể tích mương Các đặc tính kỹ thuật máy sục khí bề mặt phương diện cơng suất cấp oxy công suất khuấy trộn giữ nguyên suốt vòng đời thiết bị Trong khung thời gian ngắn (ví dụ – giờ), chế độ chảy bể chế độ “chảy đều”, khung thời gian lớn (ví dụ thời gian lưu nước bể), chế độ chảy chế độ khuấy trộn hoàn chỉnh Chế độ thủy lực đa dạng cho phép tận dụng ưu điểm loại dòng chảy bể Máy sục khí bề mặt lắp đặt đầu bể nên dễ dàng tháo lắp sữa chữa, khác với hệ thống phân phối khí dạng đĩa hay ống lắp chìm đáy bể 97 Vùng hiếu khí Vùng thiếu khí / kị khí Hình 3.5 Cấu hình hệ thống Mương oxi hóa cải tiến Nhằm giúp tăng tối đa tính linh hoạt lúc vận hành tăng khả loại chất dinh dưỡng, ta cần điều chỉnh lượng điện cung cấp cho máy sục khí bề mặt dựa nhu cầu oxy thực tiễn tải trọng thực tiễn vận hành Đối với hệ thống Mương oxi hóa cải tiến, tổng lượng oxy cấp vào thay đổi cách thay đổi số vòng quay máy sục khí bề mặt Một yếu tố quan trọng máy đo oxy hòa tan (DO), lắp đặt phía hạ lưu khu vực hiếu khí (chịu tác động mạnh máy sục khí bề mặt) đo lượng DO thực Giá trị DO thực truyền dẫn dạng tín hiệu đến hệ thống điều khiển tự động hoạt động theo nhiều phương thức khác Hệ thống tối ưu lượng Oxy đưa vào nước thải cách thay đổi số vòng quay máy sục khí bề mặt Ngồi DO, cịn có thơng số khác tác động đến số vịng quay máy sục khí bề mặt pH, nhiệt độ nước thải, lưu lượng, NH4-N NO3-N, v.v Bằng cách làm vậy, lượng oxy cung cấp vào đáp ứng nhu cầu oxy thực tiễn lúc vận hành, đồng thời tiết kiệm điện tiêu thụ máy sục khí bề mặt Tại thời điểm, nhu cầu oxy thực thấp, lượng oxy cần cấp tiết giảm cách dừng hẳn hoạt động máy sục khí, nhờ tiết kiệm đáng kể điện tiêu thụ + Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy Con tim hệ thống xử lý nước thải nằm cơng nghệ mương oxy hóa Mương oxi hóa cải tiến kết trình xử lý chất lượng nước sau xử lý phụ thuộc vào hoạt động Mương oxi hóa cải tiến Máy sục khí bề mặt với tên thương mại với đĩa khuấy có hình dạng “chiếc dù lật ngược” sử dụng để cấp khí cho Mương oxi hóa cải tiến Trong q trình thiết kế, Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy không đơn thiết bị cung cấp oxy, trình hoạt động khí, động học (điện năng, kích thước, hình dạng bánh cơng tác, tốc độ 98 vịng quay chiều sâu ngập nước, v.v) đặc điểm q trình xử lý (cơng suất oxy cung cấp, lượng phân bố nhằm tạo dòng chảy, khuấy trộn, v.v) xem phần bên quy trình thiết kế q trình xử lý, mơ hình thủy lực cho tồn cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến Nói tóm lại, Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy thiết kế riêng biệt nhằm phục vụ cho việc vận hành công nghệ Mương oxi hóa cải tiến Hình 3-6 Máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy Tốc độ chức TẮT / MỞ máy sục khí bề mặt sử dụng đĩa khuấy điều khiển hệ thống điều khiển tự động theo thời gian dựa giá trị thơng số q trình đo đạc thiết bị đo lắp hệ thống + Phần mềm điều khiển Tự động Quá trình điều khiển hệ thống Mương oxi hóa cải tiến thực phần mềm tự động, nghiên cứu & phát triển qua nhiền năm nghiên cứu thực nghiệm việc điều khiển Mương oxi hóa cải tiến Phần mềm phần mềm điều khiển đa biến số não hệ thống điều khiển công nghệ Mương oxi hóa cải tiến + Các thuận lợi sử dụng cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến: Hệ thống Mương oxi hóa cải tiến chứng minh tính hiệu việc xử lý nước thải sinh hoạt & công nghiệp so với công nghệ khác thuận lợi sau: - Hiệu loại chất hữu hòa tan (BOD5) cao, đến 95% Nồng độ BOD5 nước thải sau xử lý thường cịn 10 mg/l thấp mg/l 99 - Cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến cho phép đạt tỉ lệ nitrat hóa cao (hơn 90%) - Với việc phân chia khu vực hiếu khí / thiếu khí Mương oxi hóa cải tiến, tỉ lệ khử nitrat (denitrification) đạt cao; hàm lượng Tổng Nito Kjeldahl (TKN) nước thải sau xử lý thường 10 mg/l - Khi cần thiết, tiến hành việc loại Photpho (P) phương pháp sinh học với hiệu suất cao (hơn 80%) - Chi phí xây dựng vận hành thấp - Việc vận hành đơn giản sử dụng thiết bị kèm Vận hành đơn giản đáng tin cậy nhờ sử dụng máy sục khí bề mặt có độ bền cao bảo trì dễ dàng so với bảo trì thiết bị phân phối khí dạng đĩa hay ống lắp chìm đáy bể - Bùn sinh có tính ổn định cao nên khơng cần dùng thêm trình phân hủy để ổn định bùn (phân hủy kị khí hiếu khí) - Cơng nghệ Mương oxi hóa cải tiến có tính đệm cao nhằm hấp thu thay đổi đột ngột tải trọng hữu (tăng đột biến) Các thay đổi đột ngột không ảnh hưởng đến ổn định Mương oxi hóa cải tiến Ngồi ra, Mương oxi hóa cải tiến chịu hàm lượng chất vô cơ, kim loại nặng định nước thải mà không ảnh hưởng đến trình phân hủy vi sinh vật bể 3.4.3 Bể lắ ng (sinh học) Sau kết thúc trình xử lý sinh học Mương oxi hóa cải tiến, nước thải dẫn vào bể lắng sinh học nhằm tách bùn nước theo phương pháp lắng trọng lực Một phần bùn đáy bể lắng tuần hồn lại Mương oxi hóa cải tiến Bùn dư xả vào ngăn chứa bùn sinh học Nước thải rời khỏi bể lắng sinh học tiếp tục xử lý phương pháp hóa lý 3.4.4 Quá trình khử trùng Nước thải sau xử lý hóa lý khử trùng trước xả vào nguồn tiếp nhận Việc khử trùng cần thiết nhằm tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh có nước thải Hợp chất khử trùng thường hợp chất chứa Clo châm vào bể qua hệ thống định lượng châm hóa chất Trong bể khử trùng có bố trí vách ngăn hướng dịng chảy nhằm tăng cường khả khuấy trộn thời gian tiếp xúc nước thải với hóa chất khử trùng Nước thải sau khử trùng xả vào nguồn tiếp nhận 100 3.4.5 Quá trình xử lý bùn + Bể chứa bùn hóa lý Ngồi giai đoạn xử lý nước thải, vấn đề xử lý bùn giai đoạn quan trọng trạm xử lý nước thải Bùn sinh từ trạm xử lý nước thải cơng nghiệp thường có loại: bùn hóa lý bùn sinh học Bùn hóa lý sinh từ q trình keo tụ, tạo bơng phản ứng kết tủa vận chuyển từ đáy bể lắng hóa lý qua bể chứa bùn hóa lý Bể chứa bùn hóa lý có nhiệm vụ tách nước sơ bùn hóa lý trước bùn bơm vào máy ép bùn để tiến hành trình tách nước sau cùng, tạo bánh bùn Phần nước thải sau tách bùn quay lại hầm bơm + Bể chứa bùn sinh học Bùn sinh học sinh vi sinh vật thừa cịn sót lại bể lắng sinh học Bùn vận chuyển từ đáy bể lắng sinh học bể chứa bùn sinh học nhằm tiến hành trình tách nước sơ trước bơm vào máy ép bùn để tiến hành trình tách nước sau tạo bánh bùn Phần nước thải sau tách bùn quay lại hầm bơm + Máy ép bùn Theo định kỳ, bùn từ bể chứa bùn hóa lý sinh học bơm vào máy ép bùn để tách nước tạo bánh bùn đem đổ bỏ Bùn hóa lý sau ép mang chơn lấp tích hợp Bùn sinh học sau ép, có thành phần vơ thấp, sử dụng làm phân bón Nước thải sau ép bùn tuần hoàn lại hầm bơm 3.4.6 Quá trình xử lý mùi Nhằm giảm thiểu việc tạo mùi hôi trạm xử lý nước thải gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, bể xử lý trạm bao che/bao phủ phù hợp Các bể xử lý cần bao che bao gồm: hầm bơm, bể chứa bùn hóa lý, bể chứa bùn sinh học Khí sinh từ cơng trình đơn vị thu gom xử lý hệ thống xử lý mùi hôi phương pháp sinh học Hệ thống xử lý mùi có khí thải hệ thống xử lý mùi phương pháp sinh học, sử dụng vi khuẩn tự nhiên có khả loại bỏ, phân hủy chất gây mùi khí thải H2S, Nox Hệ thống xử lý mùi hôi trang bị vật liệu đệm (sỏi vật liệu nhựa) dùng làm mơi trường dính bám cho vi khuẩn Các vật liệu nằm chìm nước thải chứa hệ thống Nước thải trích từ bể lắng sinh học 101 Khí bơm vào hệ thống tiếp xúc với nước thải vi sinh dính bám vật liệu đệm nhằm tiến hành trình phân hủy chất tạo mùi nước thải Khí thải sau xử lý phóng thích vào mơi trường Theo định kỳ, nước thải rút khỏi hệ thống thay nước thải bể lắng Nước thải rời khỏi hệ thống quay hố bơm 102 xả sông Lô Sông Lơ Xả Hình 3-7: Mặt tổng thể NMXLNT theo phương án 103 Hình 3-8: Mặt tổng thể NMXLNT theo phương án 104 Hình 3-9: Mặt đường ống kỹ thuật NMXLNT theo phương án 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn tốt nghiệp “Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp với đô thị vùng cao Áp dụng tính tốn điển hình cho thành phố Tun Quang, tỉnh Tuyên Quang” dựa sở nghiên cứu tổng quan mơ hình xử lý nước thải giới, trạng hệ thống thoát nước xử lý nước thải điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội đô thị miền núi nước ta Từ đưa mơ hình xử lý nước thải phù hợp áp dụng tính tốn cụ thể cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang Kết nghiên cứu đề tài tổng kết theo nội dung sau: - Nghiên cứu lựa chọn mơ hình xử lý nước thải giới ứng dụng phù hợp với điều kiện đô thị Việt Nam; - Các đô thị miền núi nước ta hầu hết chưa có hệ thống nước riêng Nước thải nước mưa thu gom vào hệ thống xả trực tiếp vào nguồn tiếp nhận, tự thấm mà khơng qua cơng trình xử lý gây ô nhiễm nguồn nước mặt; - Đề xuất số mơ hình xử lý nước thải áp dụng cho thị miền núi Việt Nam - Dựa vào điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội định hướng quy hoạch nguồn vốn thực lựa chọn mơ hình xử lý nước thải cho thành phố Tuyên Quang xử lý hồn tồn (suất đầu tư: 500 USD/m3; chi phí quản lý vận hành hàng năm: 640.000 USD) Kiến nghị - Thiết lập lại cấu quản lý hệ thống thoát nước xử lý nước thải chất thải rắn đô thị miền núi nước ta - Cần có phối hợp thống quan quản lý để quản lý tốt hệ thống nước, từ xác định xác thông số đầu vào cho NMXLNT; - Cần trọng cơng tác quy hoạch hệ thống nước cho đô thị vùng cao sở tận dụng độ dốc địa hình, hướng nước, phân chia lưu vực thoát nước hợp lý để tiêu thoát nước hiệu giảm vốn đầu tư HTTN 106 - Tùy thuộc vào điều kiện địa phương mà lựa chọn mơ hình xử lý nước thải phù hợp đề xuất chương 2; - Thông tin, tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng bảo vệ mơi trường có sách khung luật pháp hợp lý đấu nối hộ gia đình, tránh tình trạng NMXLNT xây dựng lên mà khơng có nước thải để xử lý; - Áp dụng mơ hình xử lý nước thải lựa chọn cho thành phố Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang đề xuất chương 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Hồng Văn Huệ (2001), Thốt nước – Tập 1: Mạng lưới thoát nước, Nhà xuất KH&KT – Hà Nội GS TS Hoàng Văn Huệ (2001), Thoát nước – Tập 2: Xử lý nước thải, Nhà xuất KH&KT – Hà Nội PGS TS Trần Đức Hạ (2005), Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho đô thị Việt Nam, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị, Hà Nội PGS TS Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, Nhà xuất KH&KT, Hà Nội PGS TS Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải quy mô nhỏ vừa, Nhà xuất KHKT, Hà Nội GS TS Dimitri Xanthoulis, TS Lều Thọ Bách, GS TS Wang Chengduan… (2009), Xử lý nước thải chi phí thấp, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Liên danh tư vấn Pöyry ICC (2008), Báo cáo nghiên cứu khả thi Chương trình miền Bắc – Hợp phần thoát nước Bộ Xây dựng (2002), Yêu cầu chung môi trường trạm xử lý nước thải tập trung - TCVN 7222 : 2002 Bộ Xây dựng (2008), Thoát nước – Mạng lưới cơng trình bên ngồi - Tiêu chuẩn thiết kế - TCXDVN 51 : 2008 10 Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Chất lượng nước mặt - QCVN 08 : 2008/BTNMT 11 Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Nước thải sinh hoạt - QCVN 14 : 2008/BTNMT 12 Bộ Tài nguyên Môi trường (2009), Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia Nước thải công nghiệp - QCVN 24 : 2009/BTNMT 13 Nghị định số 88/2007/NĐ-CP Chính phủ ban hành ngày 28/05/2007 Về nước đô thị khu công nghiệp 14 Nghị số 27/NQ-CP ngày 02 tháng năm 2010 Chính phủ việc thành lập thành phố Tuyên Quang thuộc tỉnh Tuyên Quang 15 Quyết định Thủ tướng Chính phủ số 35/1999/QĐ-TTG ngày 05/03/1999 việc phê duyệt Định hướng phát triển nước thị Việt Nam đến năm 2020 16 Hiệp hội nước nước thải Đức, Hinweis Nr 2.11 (1984), Wagner 2001, Imhoff 2007 108 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết phân tích mẫu nước thành phố Tuyên Quang KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SƠNG LƠ Ngày lấy mẫu: Vị trí lấy mẫu: Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 02/10/2011 M1: nước sông Lô chân cầu Nông Tiến M2: Nước sông Lô gần đền mẫu Tam Cờ M3: nước sơng Lơ vị trí cuối đường Hồng Hoa Thám M4: nước sông Lô chân cầu Tân Hà M5: nước sông Lô gần đền Mẫu Thượng Thông số pH DO COD BOD5 COD/BOD Cặn lơ lửng Amoni (NH4+) Pb Cr3+ Fe Zn Xianua As Hg phenol dầu mỡ coliform Đơn vị mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml A1 6-8,5 ≥6 10 20 0,1 0,02 0,05 0,5 0,5 0,005 0,01 0,001 0,005 0,01 2500 QCVN 08:2008/BTNMT A2 B1 6-8,5 5,5-9 ≥5 ≥4 15 30 15 30 0,2 0,02 0,1 1 0,01 0,02 0,001 0,005 0,02 5000 50 0,5 0,05 0,5 1,5 1,5 0,02 0,05 0,001 0,01 0,1 7500 Mẫu B2 5,5-9 ≥2 50 25 100 0,05 2 0,02 0,1 0,002 0,02 0,3 10000 5,48 12,4 5,2 2,38 19,5 0,18 Kphđ Kphđ 0,095 0,042 Kphđ 0,012 Kphđ Kphđ 6800 7,1 5,62 14,3 5,1 2,80 25 0,16 Kphđ Kphđ 0,016 0,35 Kphđ 0,01 Kphđ Kphđ 6600 6,22 11,8 4,8 2,46 24,3 0,16 Kphđ Kphđ 0,175 0,074 Kphđ Kphđ Kphđ Kphđ 4500 6,17 11,8 2,95 24,8 0,14 Kphđ Kphđ 0,068 0,027 Kphđ Kphđ Kphđ Kphđ 4800 6,43 13,5 3,9 3,46 26,7 0,15 Kphđ Kphđ 0,035 0,038 Kphđ Kphđ Kphđ Kphđ 5200 109 Phụ lục 2: Kết phân tích mẫu nước thành phố Tuyên Quang KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN, CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI Ngày lấy mẫu: Vị trí: 02/10/2011 Tại cống thải đường Tân Trào Tại cống thải đường Nguyễn Trãi Thông số Đơn vị Nồng độ nước thải thường Ít Nhiều Trung bình pH Kết N1 Kết N2 6,64 6,64 6,64 6,64 6,57 6,56 6,57 6,57 21,2 21,2 21,3 21,23 22,5 22,3 22,5 22,43 Nhiệt độ mg/l COD mg/l 250 500 1000 218 224 219 220 285 286 288 286 BOD5 mg/l 110 220 400 133 137 131 134 184 190 187 187 2,27 2,27 2,5 1,64 1,64 1,67 1,65 1,55 1,51 1,54 1,53 COD/BOD Cặn lắng mg/l 100 220 350 53 56 56 55,00 64 67 64 65,00 Cặn lơ lửng mg/l 250 500 850 165 172 171 169 218 225 218 220 0,4 0,44 0,41 0,32 0,33 0,33 0,3 0,29 0,29 CL/CLL 0,33 0,29 Amoni mg/l 12 25 50 11,8 11,8 11,8 11,80 13,3 13,4 13,3 13,33 Tổng N mg/l 20 40 85 28,3 28,3 28,1 28,23 37,6 37,5 37,6 37,57 Tổng P mg/l 15 5,9 5,8 5,8 5,83 6,4 6,4 6,4 6,40