Phương án thoát nước và xử lý nước thải tập trung cho các khu đô thị miền núi đông bắc bộ

1 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong thời gian gần với thành tựu phát triển kinh tế, xã hội khu thị tập trung quy hoạch xây dựng, mọc lên với tốc độ nhanh tồn quốc nói chung vùng miền núi Đơng Bắc Bộ nói riêng Cùng với quy mô ngày mở rộng diện tích mặt bằng, chất lượng khu thị ngày nâng cao, hạ tầng sở giao thơng cấp nước ngày hồn thiện đại Tuy nhiên, chúng trở thành nguồn phát sinh nước thải chất thải, gây ô nhiễm môi trường đáng báo động không nhìn nhận mức quy hoạch tốt từ ban đầu Phần lớn nước thải phát sinh từ khu vực đô thị miền núi Đông Bắc Bộ gần chưa quan tâm mức chưa xử lý đạt yêu cầu vệ sinh theo quy định Nguyên nhân bắt nguồn từ việc nhiều chủ đầu tư chưa thực quan tâm mức đến việc xây dựng cơng trình thu gom xử lý nước thải đáp ứng theo yêu cầu vệ sinh môi trường Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải đồng bộ, hoàn chỉnh đặc biệt khu xử lý nước thải phù hợp, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn vệ sinh môi trường nhu cầu cấp thiết cho khu đô thị miền núi Đơng Bắc Bộ Đã có nhiều công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đề xuất sử dụng để xử lý nước thải khu đô thị miền núi Đông Bắc Bộ, nhiên việc áp dụng công nghệ xử lý định chủ đầu tư chủ yếu mang tính chất tham khảo cơng trình tương tự, khơng có nghiên cứu áp dụng công nghệ tối ưu Do vậy, việc nghiên cứu, xây dựng “Phương án thoát nước xử lý nước thải tập trung cho khu đô thị miền núi Đông Bắc Bộ” tạo bước tiến công tác xử lý nước thải cho khu thị Tính cần thiết đề tài Phần lớn nước thải phát sinh từ khu vực đô thị gần chưa quan tâm mức chưa xử lý đạt yêu cầu vệ sinh theo quy định Công nghệ xử lý áp dụng định chủ đầu tư chủ yếu mang tính chất tham khảo cơng trình tương tự, khơng có nghiên cứu áp dụng cơng nghệ tối ưu Vì vậy, việc nghiên cứu, xây dựng “Phương án thoát nước xử lý nước thải tập trung cho khu đô thị miền núi Đông Bắc bộ” tạo bước tiến công tác xử lý nước thải cho khu đô thị Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu tổng quan công nghệ xử lý nước thải, nghiên cứu kinh nghiệm ngồi nước xử lý nước thải thị - Đánh giá trạng nước thải xử lý nước thải số đô thị miền núi Đông Bắc - Nghiên cứu, đề xuất phương án xử lý nước thải tập trung khu đô thị miền núi Đông Bắc Bộ - Xây dựng mơ hình thực nghiệm, chạy thử phân tích kết - Lựa chọn công nghệ phù hợp xử lý nước thải tập trung khu đô thị miền núi Đông Bắc bộ, áp dụng cụ thể thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang Nội dung, đối tượng phạm vi nghiên cứu a Nội dung nghiên cứu Khảo sát thu thập số liệu - Khảo sát tổng hợp số liệu chất lượng, thành phần nước thải chế độ nước thải số đô thị miền núi Đông Bắc Bộ, cụ thể thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang - Khảo sát, tổng hợp số liệu, công nghệ xử lý thành phần chất lượng nước trước sau xử lý số trạm xử lý nước thải đô thị Việt Nam Nghiên cứu tổng quan - Đánh giá mức độ ô nhiễm chế độ nước thải nguồn nước thải đô thị Việt Nam từ rút đặc trưng riêng - Nghiên cứu, đánh giá trạng xử lý nước thải khu thị từ rút ưu, nhược điểm phục vụ công tác nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu kinh nghiệm nước giới xử lý nước thải đô thị từ rút kinh nghiệm xử lý nước thải thị Việt Nam Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu dây chuyền xử lý nước thải áp dụng cho nước thải đô thị - Nghiên cứu, ứng dụng đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp để áp dụng cho nước thải khu đô thị miền núi Đông Bắc Bộ, cụ thể thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang - Đề xuất phương án kỹ thuật mơ hình xử lý nước thải phù hợp cho thị trấn Na Hang - Đề xuất dây chuyền công nghệ, thông số thiết kế tương ứng cho nguồn nước thải thị trấn Na Hang - Đề xuất phương án xử lý, xác định tiêu kỹ thuật cơng trình b Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Phương án xử lý nước thải cho đô thị miền núi Đông Bắc bộ, cụ thể đô thị tỉnh Tuyên Quang - Phạm vi nghiên cứu: Các khu đô thị miền núi Đông Bắc Bộ (Đô thị loại 4), áp dụng cụ thể thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp khảo sát, thu thập: Để lựa chọn thơng số đầu vào cho tính tốn, thiết kế lựa chọn dây chuyền cơng nghệ sát với thực tế việc tiến hành khảo sát trường, thu thập tài liệu liên quan tới chất lượng nước thải yêu cầu thiếu Khảo sát, thu thập số liệu nhằm nắm thực trạng chất lượng nước, chế độ thải nước, đặc điểm hệ thống thoát nước Đầu kết khảo sát tham số đầu vào, đựoc áp dụng cho nghiên cứu, tính tốn, lựa chọn cơng nghệ cho phù hợp với điều kiện thực tế - Phương pháp kế thừa: Phương pháp áp dụng trình thu thập thơng tin phương pháp mơ cơng nghệ xử lý nước thải thị ngồi nước Trên sở tiến hành phân tích cách có kế thừa ưu điểm, khắc phục nhược điểm đề xuất phương án xử lý nước thải cho khu đô thị phù hợp với điều kiện đặc thù Việt Nam - Phương pháp thống kê, phân tích: Đây phương pháp truyền thống sử dụng rộng rãi lĩnh vực nghiên cứu khoa học khoa học tự nhiên Phương pháp áp dụng để đánh giá chất lượng số liệu thu thập , thông qua phép phân tích tính đồng nhất, độ tin cậy số liệu, phép đo làm rõ Phương pháp phân tích thống kê sử dụng cơng cụ để đánh giá tính đồng tập số liệu thu thập CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC MIỀN NÚI ĐÔNG BẮC BỘ, THỐT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI ĐƠ THỊ VÙNG NÚI 1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng núi phía bắc liên quan đến thiết kế - xây dựng quản lý thoát nước, xử lý nước thải tập trung đô thị 1.1.1.Điều kiện tự nhiên Khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam chia thành vùng là: vùng Đông Bắc bao gồm tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên Lạng Sơn; vùng Tây Bắc bao gồm tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Lào Cai, n Bái, Sơn La, Hịa Bình Khu vực có vị trí địa lý đặc biệt, giáp với Thượng Lào giao lưu thuận lợi đường sắt đường tơ với tỉnh phía Nam Trung Quốc qua cửa Lạng Sơn, Lào Cai Đông Bắc Tây Bắc Hình 1-1: Bản đồ tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam Khu vực miền núi phía Bắc liền kề với khu vực trung du đồng sông Hồng, giao lưu dễ dàng (nhất vùng Đông Bắc) với khu vực kinh tế phát triển sôi động đất nước Phía Đơng vịnh Bắc Bộ, vùng biển giàu tiềm Khu vực miền núi phía Bắc có địa hình đa dạng phức tạp, bao gồm vùng Tây Bắc núi non hiểm trở vùng Đông Bắc với núi thấp đồi, dãy núi hình cánh cung Nhiều núi cao 2.000m, Phan Xi Păng núi cao lên tới 3.143m Nơi có khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa, có mùa đơng lạnh, lại chịu ảnh hưởng sâu sắc điều kiện địa hình vùng núi Vùng núi trung du Đơng Bắc địa hình khơng cao, lại nơi chịu ảnh hưởng mạnh gió mùa đơng bắc, khu vực có mùa đơng lạnh nước ta Vùng núi Tây Bắc chịu ảnh hưởng yếu gió lạnh mùa đơng, địa hình cao nên mùa đông lạnh Nhiệt độ trung bình thấp, chênh lệch ngày đêm đáng kể Lượng mưa lớn, thường xảy lũ quét vào mùa mưa bão (mùa mưa thường từ tháng đến tháng 10 mùa khô tháng 11 đến tháng năm sau) Phần lớn diện tích đất feralit đá phiến, đá vôi đá mẹ khác Về thủy văn nơi có hệ thống sơng suối đa dạng, trữ lượng dòng chảy phong phú với nhiều sông, hồ lớn như: sông Đà, sông Lô, sông Kỳ Cùng… 1.1.2.Đặc điểm kinh tế xã hội Khu vực miền núi phía Bắc có tổng diện tích tự nhiên khoảng 81 nghìn km2 với tổng dân số xấp xỉ triệu người, bao gồm nhiều dân tộc: Kinh, Thái, Tày, Mường, Mông, Dao, Nùng… Các đô thị miền núi phía Bắc thị mới, mật độ dân cư thưa thớt, phân bố không đều, thành phần dân tộc đa dạng Do vị trí địa lý điều kiện địa hình vùng rừng núi nên hoạt động kinh tế vùng chủ yếu chế biến thực phẩm, xây dựng vật liệu, du lịch sinh thái, lâm nghiệp, nông nghiệp dệt may … Đây vùng giàu tài nguyên để phát triển nông nghiệp (trồng công nghiệp, đặc sản, chăn nuôi gia súc lớn), công nghiệp (tài nguyên lượng, kim loại không kim loại), du lịch phần lâm nghiệp (vì tài nguyên rừng bị suy thối nhiều) Đây vùng chè lớn nước, với loại chè thơm ngon tiếng Phú Thọ, Thái Nguyên, Yên Bái, Hà Giang, Sơn La Ở vùng núi giáp biên giới Cao Bằng, Lạng Sơn, vùng núi cao Hồng Liên Sơn, điều kiện khí hậu thuận lợi cho việc trồng thuốc quý (tam thất, đương quy, đỗ trọng, hồi, thảo quả…) ăn mận, đào, lê Ở Sa Pa trồng rau mùa đông sản xuất hạt giống quanh năm Khả mở rộng diện tích nâng cao suất công nghiệp, đặc sản ăn miền núi phía Bắc cịn lớn Nhưng khó khăn lớn khu Đơng Bắc thời tiết hay nhiễu động, thất thường, khu Tây Bắc nạn thiếu nước mùa đông Mạng lưới sở công nghiệp chế biến nông sản (nguyên liệu công nghiệp) chưa cân xứng với mạnh vùng Khu vực có nhiều đồng cỏ, chủ yếu cao nguyên độ cao 600 – 700m Các đồng cỏ thường khơng lớn Tuy phát triển chăn ni trâu, bị (lấy thịt lấy sữa), ngựa, dê Bị sữa ni tập trung cao ngun Mộc Châu (Sơn La) Trâu, bị thịt ni rộng rãi, trâu Trâu khoẻ hơn, chịu ẩm giỏi bị, dễ thích nghi với điều kiện chăn thả rừng Đàn trâu vùng có 1,7 triệu con, chiếm 3/5 đàn trâu nước Đàn bò khoảng 800 nghìn con, 20% đàn bị nước Khu vực miền núi phía Bắc vùng có khống sản trữ thuỷ điện lớn nước ta Lòng đất giàu than, quặng sắt, mangan, đồng, chì, kẽm, đất hiếm, apatit Tuy nhiên, đa số mỏ lại nơi mà kết cấu hạ tầng giao thông vận tải chưa phát triển, vỉa quặng thường nằm sâu lòng đất việc khai thác địi hỏi phải có phương tiện đại chi phí khai thác cao Trong tương lai, kết hợp tài nguyên phong phú, đa dạng lãnh thổ vùng mạnh mà vùng có Hiện nay, nhiều đô thị khác Việt Nam, số đô thị miền núi phía Bắc chưa có hệ thống nước riêng Tất nước thải thu gom chung với nước mưa xả sông, hồ hay vực nước gần nhất, tự thấm Những hệ thống xây dựng cách lâu, sửa chữa, tu, bảo dưỡng nên xuống cấp nhiều; việc xây dựng bổ sung thực cách chắp vá, không theo quy hoạch lâu dài, không đáp ứng yêu cầu phát triển đô thị Hầu hết đô thị bị ngập úng mùa mưa Lũ quét làm hư hỏng cơng trình xây dựng, ách tắc giao thơng, cản trở sản xuất gây thiệt hại lớn kinh tế Hiện tại, có số dự án thoát nước vệ sinh khu vực như: Dự án cấp nước vệ sinh thành phố Bắc Kạn (vốn ODA Phần Lan), dự án thoát nước Thái Nguyên (AFD), dự án thoát nước xử lý nước thải thành phố Hịa Bình, Sơn La, Lạng Sơn thuộc Chương trình miền Bắc II (Vốn KfW – Đức)… 1.2 Hệ thống thoát nước xử lý nước thải thị 1.2.1.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 nước hoạt động hiệu phải tiến hành tổ chức thoát 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 Do khó khăn không kinh tế xây dựng tuyến cống nước q dài địa hình phẳng mực nước ngầm cao, người ta thường dùng hệ thống nước phân tán theo lưu vực sơng hồ Do đặc điểm địa hình hình thành thị nước ta, hệ thống nước thường phân lưu vực nhỏ độc lập Trạm xử lý nước thải phân tán thường loại quy mô nhỏ vừa Xây dựng trạm xử lý nhỏ vừa tận dụng điều kiện tự nhiên khả làm sông hồ đô thị để phân huỷ chất bẩn Việc xây dựng hệ thống thoát nước dạng phân tán phù hợp với điều kiện kinh tế hạn hẹp phát triển đô thị Tổng giá thành xây dựng hệ thống nước phân tán giảm đáng kể khơng phải xây dựng tuyến thoát nước thải tập trung, khu vực đô thị lưu vực thường phát triển đồng thời, việc xây dựng hệ thống nước phân tán khơng bị lãng phí Các cơng trình xử lý phân tán thường bố trí hợp khối, dễ vận hành quản lý Nhược điểm hệ thống nước phân tán dễ làm cảnh quan việc xây dựng trạm xử lý bên đô thị Nếu thiết kế vận hành khơng kỹ thuật gây mùi thối khó chịu ảnh hưởng đến mơi trường khu đô thị xung quanh Nếu nước thải sau xử lý hàm lượng nitơ (N) phốt (P) cịn cao gây nhiễm bẩn thứ cấp cho sông hồ đô thị tượng phú dưỡng Trạm xử lý nước thải phân tán có quy mô, công nghệ mức độ xử lý khác nhau, việc quản lý vận hành chúng phức tạp Việc tìm vị trí đặt trạm xử lý phân tán thị gặp nhiều khó khăn 10 Thốt nước phân tán thích hợp cho thị có dạng hệ thống thoát nước riêng nửa riêng, nằm vùng địa hình phẳng nhiều sơng hồ Các ví dụ điển hình cho hệ thống nước phân tán là: hệ thống thoát nước Hà Nội với vùng, hệ thống thoát nước thành phố Đà Lạt với khu vực Trong trường hợp đối tượng thoát nước nằm vị trí riêng rẽ, độc lập cách xa hệ thống thoát nước tập trung, người ta thường sử dụng hệ thống thoát nước thải cục kết hợp với xử lý chỗ Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn vệ sinh cho thấm vào đất thải trực tiếp vào sông hồ Ví dụ điển hình cho nước cục khu vực Linh Đàm - Định Công - Pháp Vân thuộc phía Nam Hà Nội Mạng lưới nước cục có đường cống khơng có đường cống, trạm xử lý có hiệu xử lý cao, quản lý vận hành đơn giản Tuy nhiên cơng trình trạm xử lý bố trí gần nhà khu dân cư nên điều kiện vệ sinh hạn chế Trong số trường hợp đặc biệt, điều kiện địa hình phức tạp phải tổ chức nước xử lý nước thải theo hình thức kết hợp Có thể tổ chức thoát nước xử lý nước thải phân tán kết hợp với thoát nước xử lý nước thải chỗ; thoát nước xử lý nước thải tập trung kết hợp với thoát nước xử lý nước thải phân tán; kết hợp hình thức trờn Nhà máy, xí nghiệp Cấp n-ớc sinh hoạt Cấp n-ớc sinh hoạt N-ớc m-a Khu dân c- Khu dân c- Đô thị N-ớc m-a đợt đầu Tái sử dụng Tái sử dụng Xử lý chỗ Xử lý chỗ Cấp n-ớc tuần hoàn Cấp n-ớc công nghiệp Nguồn tiếp nhận n-ớc thải Hình 1-2: Sơ đồ tổ chức nước xử lý nước thải đô thị 79 Các trạm bơm nước thải xây dựng nhằm giảm độ sâu chôn cống thu gom nước thải, tăng áp nước thải đưa trạm xử lý Số lượng trạm bơm lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế, giảm tối đa số lượng trạm bơm mà đảm bảo đưa nước thải trạm xử lý với phương án tối ưu Căn kết tính tốn thủy lực mạng lưới hệ thống nước thải, vị trí trạm bơm chuyển tiếp đặt điểm mà tuyến cống với chiều sâu đặt cống khống chế nhỏ 5.0m, cần xây dựng 04 trạm bơm chuyển bậc chuyển tiếp nước thải TB1, TB2, TB3, TB4 Công suất trạm bơm phụ thuộc lưu lượng nước thải thu gom Cả 04 trạm bơm chuyển tiếp có vị trí tương đối gần khu dân cư Căn chất lượng nước thải sinh hoạt Thị Trấn Na Hang trước đưa vào xử lý, yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt loại B (QCVN5945-2005), Tính tốn sơ đưa dây chuyền cơng nghệ kích thước hạng mục cơng trình đầu tư cho Trạm xử lý sau: 1.Ngăn tiếp nhận song chắn rác Bao gồm ngăn: Ngăn đặt song chắn rác tự động: - Số luợng 01 - Chiều rộng khe hở: 16mm - Chiều rộng mương B=0.8m Thiết bị ép rác có công suất 2m3/h, số lượng 01 Thùng chứa rác 01 thùng, dung tích thùng 1.1m3 Ngăn đặt song chắn rác thủ công để xả xự cố xả tràn - Số luợng 01 - Khoảng cách song chắn 16mm 80 - Chiều rộng mương B=0,8m Song chắn rác ngăn tiếp nhận xây dựng bê tông cốt thép đổ chỗ 2.Bể lắng cát Chức bể lắng cát loại bỏ cát cặn rắn khác gây nên hao mòn khơng cần thiết thiết bị khí gây nên tích tụ cát, cặn rắn khác… cơng trình lịng cống dẫn Hệ thống loại bỏ cát kiểu pista lựa chọn tỷ lệ loại bỏ cát cao Các thông số kỹ thuật chủ yếu: - Hình dạng bể Tải trọng bề mặt Thời gian lưu nước Tốc độ nước dâng Diện tích bể lắng cát đứng Số lượng bể Dung tích bể Chiều cao cơng tác Chiều cao phần hình nón bể lắng Góc nghiêng đáy Đường kính bể lắng cát Đường kính đáy nhỏ hình nón Chiều cao tổng cộng bể lắng cát đứng Thiết bị hút cát Thiết bị tách cát tròn 80.00 2.40 3.00 2.08 1.00 6.67 3.20 0.76 50 1.60 0.40 4.30 Airlift TMN40 - Bernoulli m3/m2-h phút m/s m2 bể m3 m (m) (độ) (m) (m) (m) 3.Ngăn phân phối Nước từ bể lắng cát chảy qua kênh dẫn nước bê tông vào Ngăn phân phối (DC) Ngăn phân phối trạng bị cửa phai Nước chảy tràn trường hợp khẩn cấp kiểm soát hệ thống đập thẳng đứng cố định có 81 thể điều chỉnh Nước xả tràn kiểm soát cửa phai lắp đặt đáy ngăn phân phối đặt trước dòng chảy Dữ liệu kỹ thuật: - Chiều dài đập tràn đến 3: - Chiều dài đập tràn trường hợp khẩn cấp: 2.000 mm - Đường kính đường ống xả tràn 1m 700 mm 4.Bể xử lý sinh học (mương xy hóa) Bể làm thoáng thiết kế để nitrat hoá khử nitơ Việc khử nitơ đồng thời giúp tiết kiệm lượng làm thoáng kiềm Nếu giai đoạn thiết kế để nitrat hố, xảy khả q trình nitrat hố tự bị cản trở Trong q trình nitrat hố, độ pH giảm, độ pH giảm xuống 6.5, xảy tượng giảm cơng suất Nitrat hố cách đáng kể Với hỗ trợ trình khử nitơ, độ pH lại tăng lên, có thêm chất hữu bị loại bỏ mà khơng cần q trình làm thống Bể làm thoáng trang bị máy làm thống có cơng suất cao Trong tính tốn thiết kế, Hiệu làm nước (SAE) = 1.8 kgO2 /kWh hệ số α=0.9 sử dụng Bảng 3-5 Các thông số kỹ thuật chủ yếu mương ô xy hóa VAT MLSS BV BMLSS SRT VD/V Thơng số Thể tích bể làm thống Các chất rắn khơng tan chất lỏng hỗn hợp Tải trọng dung tích, BOD5 Tải trọng bùn, BOD5 Tổng tuổi bùn (chỉ cho bể làm thống) Tỷ lệ anoxic:tổng thể tích Đơn vị [m³] [g/l] T = 15 °C T = 30 °C 2,267 5,800 3.6 2.0 [kgBOD5/(m³* d)] [kgBOD5/( kgMLSS*d)] [d] 0.29 0.08 0.29 0.14 12.0 7.1 [-] 0.36 0.50 82 SRTAER Tuổi bùn hiếu khí [d] (chỉ bể làm thống) Số lượng (làm việc + dự [-] phịng) máy sục khí cơng suất lớn 7.65 3.53 3+1 3+1 Thiết kế bể làm việc với kích thước: LxBxH = 31x18x4m 5.Bể lắng thứ cấp Bể lắng thứ cấp cho phần giai đoạn xử lý sinh học Nhiệm vụ q trình việc phân tách bùn hoạt tính từ dòng nước xử lý để đạt lượng TSS đầu 20 mg/l Bể lắng thứ cấp thiết kế bể khép kín cho phép bùn lấy giữa, kích thước bể: - Số lượng bể lắng thứ cấp bể - Đường kính bể: 18 m - Chiều sâu nước hữu ích 4.0m - Độ dốc đáy 0.05 - Đường kính ống phân phối trung tâm: D=1,7m; Chiều cao: 6m - Chỉ số bùn 115 ml/g - Tỷ lệ tải trọng bùn 500 l/m²h - Tỷ lệ tải trọng bề mặt < 1.2m³/m²*h 6.Trạm bơm bùn tuần hoàn Máy bơm bùn dư bơm bùn vào bể cô đặc bùn sau vào thiết bị làm khơ bùn Máy bơm lượng bùn dư hoạt động theo phương thức tắt/mở Dữ liệu trạm bơm bùn: Số lượng máy bơm bùn: Tỷ lệ bùn : Lưu lượng đầu vào máy: máy + máy dự phòng 30 - 100 % dòng nước thải đầu vào 100 - 300 m³/h 83 Dữ liệu kỹ thuật ESPS: Số lượng máy bơm bùn máy (1 làm việc + dự phòng) Khối lượng bùn thừa hàng ngày(tổng) 250 m³/d (1.750 kg DS/d) Công suất máy bơm 20 - 40 m³/h Thời gian vận hành h/ngày (liên tục) 7.Xả nước sông Lô trạm bơm cấp nước dịch vụ - Nước thải xử lý chảy qua cửa phai xả vào sông Lô đường ống tự chảy D600 - Trạm bơm cung cấp nước dịch vụ nhằm phục vụ cho việc sử dụng nội bên Trạm xử lý nước thải để sục rửa cơng trình trạm ph ục vụ mục đích chữa cháy Nguồn nước cấp cho trạm bơm lấy từ bể khử trùng nước thải phía cuối dây chuyền xử lý Trạm bơm gồm thiết bị sau: - Máy bơm nước - Bộ phận lọc - Bảng điện Dữ liệu kỹ thuật trạm bơm cấp nước dịch vụ: - Số lượng máy bơm nước phục vụ: máy (2 làm việc + dự phịng) - Cơng suất 01 máy bơm: 15 m³/h - Tổng công suất trạm: 30 m³/h - Áp suất bơm: 3,5 bar 8.Khử trùng nước thải Đảm bảo chất lượng nước thải đầu nước thải cần phải khử trùng, Công nghệ khử trùng nước thải sử dụng dự án sau : Việc khử trùng nước thải nhằm mục đích phân hủy, tiêu diệt loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm chưa khơng thể khử bỏ q trình xử lý nước thải 84 Quá trình khử trùng phải xem xét nhằm đáp ứng tiêu chuẩn nước thải cho coliform Tư vấn lập dự án đề xuất khử trùng clo, phương án sử dụng rộng rãi khơng phải giải pháp lý tưởng, xem xét chi phí hoạt động, rủi ro sức khoẻ nhân viên vận hành cuối khơng phần nguy hại mối đe dọa tiềm tàng đời sống sinh vật thuỷ sinh sức khoẻ người hình thành chất độc clo phản ứng với chất hữu dòng nước xả từ hệ thống xử lý nước thải (STW) (ví dụ cloramin, hợp chất hữu chứa halogen…) Nước thải sau chảy từ mương ơxy hóa (Oxydation ditch) chảy vào bể tiếp xúc Clo, Clo với hàm lượng 3-5mg/l hòa trộn với nước từ mương ơxy hóa, chảy theo chiều « dích zắc « tăng khả khuấy trộn đảm bảo thời gian tiếp xúc nước thải 30’ - Lưu lượng tính tốn - Thời gian tiếp xúc clo - Dung tích bể tiếp xúc - Kích thước bể 166.67 (m3/h) 0.5 (giê) 83.33 (m3) W= 132.3 (m3) a= m b= m h= m Sân phơi bùn Bùn sau xử lý nước thải cần có biện pháp xử lý đảm bảo vệ sinh an tồn Cơng nghệ xử lý bùn cặn xử lý dự án Trong trạm xử lý nước thải có khối lượng cặn lắng tương đối lớn từ song chắn rác, bể lắng nước thải, cơng trình xử lý sinh học… Cặn lắng gọi “cặn tươi” khó bảo quản, có mùi khó chịu, nguy hiểm phương diện 85 vệ sinh chứa nhiều giun sán,… mầm bệnh Việc xử lý lượng bùn đảm bảo vệ sinh sử dụng làm phân bón có lợi cho dự án Trong dự án nước xử lý nước thải Thị trấn Na Hang sử dụng sân phơi bùn làm phương án xử lý cặn tươi Bùn cặn thô từ song chắn rác, bể lắng nước thải sau nghiền với lượng bùn từ mương ơxy hóa máy bơm bùn bể (lắng nước thải, mương ô xy hóa…) bơm đến sân phơi bùn Tại bùn cặn trộn với vôi bột để khử trùng theo dây chuyền xử lý đến máy ép bùn cặn, lượng nước sau ép quay trở lại cơng trình xử lý, bùn sau làm khô xúc lên xe tay goòng để chuyển lên xe tải chở đến bãi rác thị Trấn có diện tích 10 thuộc địa bàn xã Thanh Tương khu phía Bắc theo QL2 - Số lượng hồ - Diện tích hồ = - Chiều rộng = 17 m - Chiều dài = 14 m - Chiều sâu hồ = 1.7 m hồ 229 m2 10 Các cơng trình phụ trợ Nhà quản lý: - Xây dựng nhà quản lý vận hành kết hợp kho điều khiển có kích thước mặt 29,2x13,6 m, nhà có kết cấu khung bê tơng cốt thép Sân đường nội bộ.: - Xây dựng đường vào trạm xử lý, mặt cắt đường rộng 7m, chiều dài 800m, trải nhựa asphan 86 - Trong trạm xử lý, khu vực cơng trình diện tích để trồng xanh phần cịn lại đổ bê tơng đá 4x6 mác 150#, dầy 150 láng lớp vữa xi măng dày 2cm Cổng tường rào: - Được xây tường 110 cao H>= 1,5m, khoảng cách 2m xây trụ 220x220 gạch đặc VXM 50, trát vữa XM 50 Cổng hoa sắt làm cánh Các cơng trình khác như: - Phịng thí nghiệm - Trạm biến áp - Trồng xanh xung quanh trạm xử lý làm 03 hàng cách 2m Có thể dùng tràm hoa vàng keo tai tượng để trồng trạm xử lý 3.3.5 Các vẽ sở trạm xử lý Hình 3-6: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải-phương án chọn Hình 3-7: Mặt trạm xử lý Hình 3-8: Mặt mương ơxy hóa (bể sục khí) Hình 3-8: Bể lắng thứ cấp 87 Kết luận Qua so sánh mặt tài chính-kỹ thuật nêu trên, phương án 2-sử dụng cơng nghệ xử lý sinh học với quy trình mương ơxy hóa kiến nghị phương án chọn Phương án vừa đảm bảo thích hợp với loại nước thải thay đổi theo mùa, thích hợp với điều kiện địa phương, đảm bảo xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại B theo quy phạm Việt Nam phù hợp với điều kiện tài địa phương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu, đề xuất phương án xử lý nước thải cho đô thị miền núi Đông Bắc Bộ ( Đô thị loại 4)” áp dụng cho đô thị 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 thị Trấn Na Hang, huyện Na Hang, 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 miền núi Đông Bắc Bộ - Các đô thị miền núi Đông Bắc Bộ 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 đô thị miền núi Đông Bắc Bộ 88 - 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 thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang xử lý hoàn toàn 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 công tác quy hoạch hệ thống nước cho 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 - Tùy thuộc vào điều kiện địa phương mà lựa chọn mơ hình xử lý nước thải phù hợp đề xuất chương 3; - 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 thị trấn Na Hang, huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang đề xuất chương 89 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Tính cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài .2 Nội dung, đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC MIỀN NÚI ĐƠNG BẮC BỘ, THỐT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI ĐÔ THỊ VÙNG NÚI 1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng núi phía bắc liên quan đến thiết kế - xây dựng quản lý thoát nước, xử lý nước thải tập trung đô thị 1.1.1.Điều kiện tự nhiên 1.1.2.Đặc điểm kinh tế xã hội .6 1.2 Hệ thống thoát nước xử lý nước thải đô thị 1.2.1.Tổ chức thoát nước đô thị 1.2.2 Các dạng hệ thống nước thị 11 1.2.3 Xử lý nước thải 14 1.3 Cơng nghệ nước xử lý nước thải ứng dụng số nước giới15 1.3.1 Kinh nghiệm xử lý nước thải đô thị Thái Lan 15 1.3.2 Kinh nghiệm xử lý nước thải đô thị Nhật Bản 22 1.4 Hiện trạng nước xử lý nước thải thị khu vực miền núi phía bắc 27 1.4.1.Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thành phố Sơn La .27 1.4.2.Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải thành phố Hòa Bình 31 1.4.3.Hiện trạng nước xử lý nước thải thành phố Lạng Sơn 33 CHƯƠNG II : KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC ĐÔ THỊ TẠI TUYÊN QUANG 36 2.1 Văn quy hoạch pháp lý khu đô thị 36 2.2 Tổng quan khu đô thị Tuyên Quang 37 2.3 Các cơng trình xây dựng thị Tun Quang 41 2.3.1.Giao thông 41 2.3.2.San xây dựng 43 2.3.4 Cấp nước 45 2.3.5.Cấp điện 46 2.3.6.Thoát nước bẩn vệ sinh môi trường .48 2.4 Tổng quan thành phần nước thải .49 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHU ĐÔ THỊ MIỀN NÚI ÁP DỤNG CHO THỊ TRẤN NA HANG – TỈNH TUYÊN QUANG 52 3.1 Đề xuất mơ hình xử lý nước thải cho đô thị miền núi 54 3.1.1Cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải bao gồm yếu tố sau: 54 3.1.2 Các tiêu chí lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải 58 3.1.3 Các mơ hình xử lý nước thải áp dụng 62 3.2 Áp dụng cơng nghệ lựa chọn để tính toán trạm xử lý nước thải cho thị trấn Na Hang 65 3.2.1 Hiện trạng dân cư thị trấn Na Hang 66 3.2.2 Đề xuất sơ sơ đồ tổ chức thoát nước thải cho thị trấn Na Hang .67 3.2.1.1.Mạng lưới thoát nước thải: 67 90 3.2.1.2 Vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải .68 3.3 Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý nước thải cho thị trấn Na Hang .70 3.3.1.Chất lượng nước thải thị trấn Na Hang .70 3.3.2 Đề xuất phương án dây chuyền công nghệ xử lý: 71 3.3.3.So sánh lựa chọn phương án 76 3.3.4.Giải pháp công nghệ phương án chọn: .78 3.3.5 Các vẽ sở trạm xử lý 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 Kết luận 87 Kiến nghị .88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 91 HÌNH VẼ Hình 1-1: Bản đồ tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam………………… Hình 1-2: Sơ đồ tổ chức nước xử lý nước thải thị………………… 11 Hình 1-3 Vị trí dự án thuộc dự án xử lý nc thi Bng Cc 18 Hình 1-4 Sơ đồ l-u trình n-ớc thải trạm Yanna 20 Hỡnh 1-5 S công nghệ trạm xử lý nước thải Sakae I 24 Hình 1-6 Sơ đồ cơng nghệ trạm xử lý nước thải Nushiura 26 Hình 1-7 Sơ đồ lưu trình trạm xử lý nước thải Nushiura 27 Hình 2- 1: Vị trí địa lý tỉnh Tuyên Quang 38 Hình 3-1: Sơ đồ kiểm sốt nhiễm nguồn nước………………………………… 55 Hình 3-2 Sơ đồ tổ chức nước thải 67 Hình 3-3 Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học theo mẻ với bùn hoạt tính tuần hoàn 73 Hình 3-4 Sơ đồ dây chuyền trạm xử lý nước thải cơng nghệ mương ơxy hóa… 75 Hình 3-5 Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải 76 Hình 3-6: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải-phương án chọn 87 Hình 3-7: Mặt trạm xử lý 88 Hình 3-8: Mặt mương ơxy hóa (bể sục khí) 89 Hình 3-8: Bể lắng thứ cấp 90 92 BẢNG Bảng 1-1 Công suất trạm thuộc dự án xử lý nước thải Băng Cốc……………… 17 Bảng 1-2 Hiệu xử lý nước thải trạm xử lý Yannawa…………………………….21 Bảng 1-3 Hiệu xử lý nước thải trạm xử lý Phuket……………………………….21 Bảng 1-4 Hiệu xử lý nước thải trạm xử lý Sakae I………………………………23 Bảng 1-5 Hiệu xử lý nước thải trạm xử lý Nushiura…………………………….25 Bảng 2-1: Phụ tải điện sinh hoạt dân dụng 47 Bảng 2-2 Phụ tải điện công nghiệp 48 Bảng 2-3: Tải trọng nhiễm tính theo đầu người 50 Bảng 2-4: Tải trọng đầu vào nước thải……………………………………… 51 Bảng 3-1: Trọng số tiêu chí lựa chọn đánh giá dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị 61 Bảng 3-2: Phạm vi ứng dụng phương pháp xử lý sinh học nhân tạo nước thải……….65 Bảng 3-3 Chất lượng nước thải đầu vào trạm xử lý yêu cầu phải đạt 71 Bảng 3-4 So sánh lựa chọn phương án dây chuyền công nghệ xử lý nước thải 76 Bảng 3-5 Các thông số kỹ thuật chủ yếu mương xy hóa 81 93 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 Hồng Văn Huệ (2001), Thốt 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 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