Luận án tiến sĩ Môi trường Đất và Nước: Nghiên cứu, đánh giá một số chất ô nhiễm chủ yếu trong sông Cầu Bây - Hà Nội, đề xuất giải pháp xử lý nước thải phù hợp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYÊN PHƯƠNG QUÝ

NGHIÊN CỨU, DANH GIA MOT SO CHAT Ô NHIEM CHU YEU TRONG SONG CÂU BAY - HA NỘI,

DE XUAT GIAI PHAP XU LY NUOC THAI PHU HOP

LUẬN AN TIEN SĨ KY THUAT

HA NOI, NAM 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN PHƯƠNG QUÝ.

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MOT SO CHAT Ô NHIEM CHU YEU TRONG SÔNG CẢU BAY - HÀ NỘI, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THÁI PHÙ HỢP

Chuyên ngành: _ Môi trường Dat và Nước

Mã số: 62-85-02-05

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC 1 PGS.TS Vũ Đức Toàn

2 PGS.TS Nguyễn Phương Mậu.

HÀ NỘI, NĂM 2016

LỜI CAM ĐOAN

“Tác giả xin cam doan đây là công trình nghiên cứu của ban thân tác giả Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bắt kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn ti liệu đã được thục "hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tải liệu tham khảo đúng quy định.

“Tác giả luận án

Nguyễn Phương Quy

LỜI CÁM ƠN

“Tác giả xin trân trọng cám ơn PGS.TS Vũ Đức Toản, PGS.TS Nguyễn Phương Mậu

và các cần bộ bộ môn Quản lý Môi trường, Khoa Mỗi trường và các thành viên trong.

thảo khoa học đã đồng góp ýcác hội đồng bảo vệ Tiểu luận tổng quan, chuyên để, bi

kiến cho nghiên cứu của tôi Tôi cũng xin được cảm ơn ban lãnh dao Công ty Cổ phần Đầu tư Xây đựng và Thương mại Phú ĐiỄn, Công ty Cổ phần Dầu tư Phát triển Môi

trường SFC Việt Nam đã tạo cho tôi có điều kiện được thực hiện các nghiên cứu thực

"nghiệm thuận lợi Xin cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bẻ, đặc biệt là gia đình đã luôn động

xiên tạo điều kiện cho tôi hoàn thành Luận ấn Tiến ĩ này

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HINH viDANH MỤC CAC BANG vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TÁT ix

1 Tính cin thiết của vẫn đề nghiên cứu 1

Mặc dich nghiên cứu 3

Đồi tượng, phạm vi nghiên cứu 43.1 Đối tượng nghiên cứu 4

3.2 Phạm vinghiễn cửa 44 Phương pháp nghiên cửu 4Nội dung nghiên cứu 5` nghĩa khoa học và thực tên

61 Y nghĩa khoa hoc 62 ¥ nghia thet 7 Cấn trúc của luận ấn

CHUONG 1 TÔNG QUAN CÁC VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU.

1.1 Hiện trang, kết quả nghiên cứu rước đây về sông Cầu Bây

1.2 _ Lịch sử hệ thống thoát nước, thu gom nước thai đô thị 1212.1 Ở các nước trên thể gi 2

1.22 Tại Việt Nam và lưu vực sông Cầu Bay 15

1.3 Các thông s6 6 nhiễm chủ yéu, các quy định về chit lượng môi rường 181.3.1 Các thông số 6 nhiễm chủ yêu trong nước thải đô thị và của nước thải lưu

vực sông Cầu Bay 18

132 Cae quy định chit lugng nude và trim tích sông, nước thi, bùn thi 22 13.2.1 Chit lượng nước sông 2

13.22 Chẳtlượng trim tích 231.32.3 Chẳlượng nước thải sau si lý 23

13.24 Chất lượng bàn thải từ quá trình xử lý nước thải 25

14 Đặc tinh chung của nước thải đô tị, đặc thù tại Việt Nam 25

1.4.1 Đặc tính chung của nước thải đồ thị 251.42 Đặc thù nước thải dé thị Việt Nam 281⁄5 Các giải pháp công nghệ xử lý nước thải đồ thị “

15.1 Các công nghệ xử lý nước thải đô thị trên thể giới 34

1.52 Cée công nghệ xử lý nước thải đồ thị đang áp dụng ti Việt Nam 3816 Kết luận Chương 1 44

'CHƯƠNG 2 _ CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỀN, GIÁ THUYET, PHƯƠNG

2.1.2 Cơ sở quá tình xử lý thông số TN, NH: 472.1.3 Cơ sỡ quá tình xửlý thông số TP: 482.14 Cơsở quá tình xử lý thông số SS và PCB 49

2.1.5 Cassi thực tiễn các công nghệ đã áp dụng tại Việt Nam 50

2.1.6 Các quá trình phản ứng, cơ sở tính toán thiết kể công nghệ SBR 562.L6.1 Mô tả công nghệ SBR 562.162 Corsi tinh toán thiế kế công nghệ SBR 60

22 Cơ sở qua thực tế vận hành nhà may xử lý nước thai Yên Sở 63

22.1 Mô tả nhà máy xử lý nước thải Yên Sở 63

2.2.2 Cơ sở qua thực tế vận hành nhà máy xử lý nước thai Yên Sở 61

23 Giả thuyết trên cơ sở khoa học và từ thực tiễn, thiết lập quy trình công nghệ 69 231 Cácgiàthuyết 69

23.2 Môtà mô hình được thiết lap cho công nghệ mới (L-SBR) 7024 Trình tựthực hiện va mô tả ác thí nghiệm 73

25 Cée phuong ti 15

25.1 Vi tri tha gian lấy m 1525.2 Phương tiện do đạc, lấy mẫu hiện trường 76

25.3 Tính toán thiết kể, mô tả vận hành mô hình bê thí nghiệm 1

26 Kitluận Chương 2 80

'CHƯƠNG 3 KẾT QUÁ NGHIÊN CUU VE NƯỚC VA TRAM TÍCH SÔNG:

CAU BAY si

3.1 Lưu lượng nước thải si

3.2 Các thông sb 6 nhiễm chủ yêu trong nước sông Ciu Bay 82 3.3 PCB trong trim tích sông Cầu Bây 84

3.3.1 Hiện trạng 6 nhiễm PCB trong trim tích sông Céu Bay 84

3.3.2 Dinh gi thành phần các đồng phân của PCB trong tim tích sông Câu CHUONG 4 KET QUA NGHIÊN CUU VE GIẢI PHÁP CONG NGHỆ 94 4.1 Kết quả các thi nghigm nghiên cứu, thảo luận 9% 4.1.1 Nghiên cửu biển thiên hiệu suit xử ý N trong qua trình điều chinh MLSS

và lu lượng xử lý tại nhà máy XLNT Yên Sở: %

4.12 \ghiệm 1: xác định MLSS tối ưu cho xử lý TN khi không bổ sung C

từ bên ngoài %

4.1.3 Thínghiệm 2: nghiên cứu hiệu suất xử lý các thông số bởi mô hình

L-SBR khi duy tì MLSS ở mức tối ưu 100

4.2 Tính toán thiết kể, đánh giá hiệu quả và khả năng áp dụng công nghệ L-SBR

43° Kétluin Chuomg 4 H4

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 116

1 Két qua dat duge của Tugn dn 16

LL Kế quả đạt được trong nghiền cứu tổng quan "6

1.2, Kết quả dat được trong nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn, giả thuyết

13, Kếtquả dat được trong nghiên cứu về nước và rằm tích sông Cầu Bay1171.4 Kết quả đạt được trong nghiên cứu giải pháp công nghệ H7

2 Những đóng góp mới của luận án 1183 Hướng nghiên cứu tiếp theo us4 Kiếnnghị us

DANH MỤC CONG TRINH, BÀI BẢO DA CONG BO 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

PHY LUC 129

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1-1 Bản dé lưu vực sông Cầu Bay.

Hình 1-2 Mô hình giếng tách (CSO) và hệ thống thu gom chung

Hình 1-3 Thành phần các chất 6 nhiễm chủ yếu trong các nguồn nước thải

Hình 1-5 Phân bố số lượng, các nhà my XLNT Việt Nam theo BODs: TN

Hình 1-6 Sơ d3 mồ tả công nghệ CAS

Hình 1-7 Sơ 46 mô tả công nghệ A?O.

1-8 Sơ đồ mô ti công nghệ OD

Hình 1-9, Sơ đồ mô tả công nghệ TFHình 1-10, Sơ đồ mô ti công nghệ SBR

Hình 1-11 Sơ đồ mô tả công nghệ hồ.

Hình 2-1 Sơ đỗ xử lý P trong quá trình bùn hoạt tính.

Hình 22 Phân bổ lượng, công suất các công nghệ áp đụng tạ Việt NamTình 2-3 Suit chiếm đất một số nhà mây XLNT tai Việt Nam

Hình 2-5 Suit du tư một số nhà mây XLNT ti Việt Nam,

Hình 2-6 Chỉ phí vận hành một số nhà máy XLNT tại Việt Nam

Hình 2-7 Các pha phản ứng SBR nhóm (A) (SBR cơ bản).

h 2-8 Các pha phản ứng SBR nhóm (B)

Hình 2-9 Các pha phản ứng SBR nhóm (C): SBR cải tin / C-Tech

2-10 Các pha phản ứng SBR nhóm (D)Hình 2-11, Các pha phan ứng L-SBR

2-11, Ký hiệu mức nước, thời gian các pha trong chu kỳ của SBR/C-Tech.

Hình 2-12 Các giai đoạn (pha) của SBR cơ bản và SBR/C-Tech.2-15 Sơ đỗ công nghệ, bé SBR/C-Tech nhà máy XLNT Yên Sở.Hình 2-14, Mô tả các pha bể SBR/C-Tech và L-SBR.

Hình 2-16, Các giải đoạn vận hành L-SBR

Hình 2-18 Mô hình thí nghiệm công nghệ L-SBR.

Hình 3-1 Bién thiên lưu lượng nước thái lưu vực sông Cầu Bây Hình 3-2 Nông độ các thông số ô nhiễm trong nước sông Cầu Bay

in 3-3 Nông độ PCB trong các mẫu trim tích sông Câu Bây.

Hình 3-4 Phân bổ của các DL-PCB có độc tính cao trong trim ích sông Cầu Bay.

Hình 3-5 Phần trăm trung bình của PCB chi thị so với tổng 6 PCB

Hình 3-6 Giá trị TEQ của các mẫu tram tích sông Cầu Bay

4-1 Các pha phản ứng bé SBR/C-Tech nhà máy XLNT Yên Sử

Hình 4-2 BODs, TN của nhà máy XLNT Yên Sở trong thôi gian nghiên euHình 4-3 TN xử lý được biến thiên theo E,y/M tại nhà máy XLNT Yên Sở trong thờigian nghiên cứu%

Hình 4-4 BODs, SS, TN, MLSS trong thí nghiệm trên mô hình SBR/C-Tech, L-SBR94-5 SVI, MLSS trong thi nghiệm trên mô hình SBR/C-Tech, L-SBR 98Hình 4-6 TN xử lý được biến thiên theo F/M trong thí nghiệm trên mô hình SBR/C-Tech và L-SBR 9

Hình 4-7 Hình ảnh thi nghiệm trên mô SBR/C-Tech, L-SBR_ 100

Hình 4-8 BODs trong thi nghiệm trên mô hình L-SBR tại MLSS tôi ưu li

Hình 4-9 COD trong thi nghiệm trên mô hình L-SBR tại MLSS tối tu lôi

Hình 4-10, SS trong thí nghiệm trên mô hinh L-SBR tại MLSS tôi ưu 102Hình 4-11, NHN tong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tai MLSS tôi ưu 102

Hình 4-12, TN tong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tại MLSS tôi ưu 103

Hình 4-13, TP trong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tai MLSS tối ưu 1034-14, PCB trong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tai MLSS tối ưu l0

Hình 4-15, Biến thiên BOD< trong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tai MLSS tối ưu

Hình 4-16 Biển thiên NH4°-N trong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tại MLSS tối ưu

Hình 4-17 Biển thiên TN trong thí nghiệm trên mô hình L-SBR tai MLSS tối un 106

Hình 4-18, Biến thiên TP trong thí nghiệm trên mô hình L-SBK 106

Hình 4-19, TN được xử lý biển thiên theo Fow/M trong thí nghiệm trên mô hình

L-SBR ti MLSS ổi ưu 106

4-20, Hiệu suất xử lý YPCB trong thi nghiệm trên mô hình L-SBR 108

4-21, Hiệu suất xử lý PCB theo nông độ PCB trong nước thai chưa xử lý trongthí nghiệm trên mô hình L-SBR 109

DANH MỤC CÁC BANG.

Bảng 1-1 Quy chuẳn cho phép đồi với nước sông Cầu Bay 2

Bảng 1-2 Quy chuẩn cho phép đối với nước thải sau xử lý của lưu vực sông Cau Bây

Bảng I-3 Phân loại 4 mức theo độ đậm đặc của nước tha sinh hoạt 26Bảng I-4 Phân loại 3 mức theo độ đậm đặc của nước tha sinh hoạt 2

Bảng 1-5 Tải lượng 6 nhiễm theo đầu người của các nước và Hà Nội x”

Bảng 1-6, Đặc tinh nước thi đồ thị (hú gom chung 28

Bảng 1-7 Nông độ các thông số theo thiết kế và thực tế vận hành trong nước thải chưa

xử lý của các nhà mây XLNT ti Việt Nam 30Bảng 1-8 Ước tinh BODs, SS của nước thai sinh hoạt lưu vực sông Cầu Bây 30Bảng 1-9 Quy trinh công nghệ xử lý nước thải đô thị 4Bảng 1-10 Các công nghệ xử I sinh hoc 3

Bang 1-11, Thống kê các công nghệ xử lý nước thai đô thị theo EPA 37

Bảng 2-1, Sự khác nhau cơ bản về pha phan ứng của các nhóm SBR 60Bảng 2-2 Chu kỳ vận hành bê SBR/C-Tech của Nhà máy XLNT Yên Sở 65

Bảng 2-3 Các thông số thiết kế và thực tế vận hành tại nhà mày XLNT Yên Sở 66

Bảng 2-1 Khác nhau chính gita L-SBR so với SBR cơ bản, SBR/C-Tech 73Bảng 2-5, Tỉnh oán thiết kế mô hình SBR/C-Tech, L-SBR, 19Bảng 3-1 Lưu lượng nước thả lưu vực sông Cầu Bay si

Bảng 3-2 Ning độ trang binh 4 dot phân ích các thông số trong nước sông Cầu BáyR3 Bảng 3-3 PCB trong các mẫu trim tích sông Cầu Bay 85

Bảng 3-4 Nông độ XPCB trong trằm tích tại một số nơi trên thé giới 87

Bang 3-5 Nông độ DL-PCBs trong trim tích tại một số nơi trên thể giới 87

Bảng 3-6, Phan trăm của 6PCB chi thị so với PCB tổng trong một số thương phim 88Bang 3-7 Kết qui phân tích nước thải lưu vue Sông Cầu 91Bang 4-1 Các mức MLSS tối ưu 98Bang 4-2 SVI, MLSS trong thi nghiệm trên mô bình SBR/C-Tech, 98

Bảng 4-3 Lượng TN được xử lý theo MLSS, Fiw/M 100

Bảng 4-4: Nông độ PCB qua các công đoạn xử lý 108 Bảng 4-5 Tinh toán chỉ phí đường dùng dé bé sung nguồn C cho nhà máy XLNT Yên

Sở đạt được QCVN cột A Ho

Bang 4-6, Tỷ lệ ficny theo kết quả thí nghiệm trên mô hình L-SBR ut

Bang 4-7 Tỷ lệ (C/N) tối ưu trong nước thai, bùn được sử dung để xử lý N ut

Bảng 4-8 Yêu tổ hiệu quả, for của các công nghệ unBang 4-9, TNus Oi da dé TNụ, dat QCCP tương ứng ty lệ BODs:TN khác nau 112

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VA CHỮ VIET TAT.

Activated sludge: Bin hoạt tính,

Anaerobic Aerobie: Công nghệ gồm 2 quá trình yém khí vàAnaerobic Anoxic Oxie: Công nghệ gm 3 qu tình yém khíHệ số phân r nội sinh tự đường

Hệ số ý lệ hồ hấp nội nh.

Biological Oxygen Demand: Nhu cằu oxy sinh học sau 5 ngàyBODs trong nuớc tải chưa xử lý

BODs trong nuớc tải sau xử lý

‘Ty lệ nồng độ thông số BODs so với thông số TN.‘Ty ệ nồng độ thông số BOD so với thông số TP,Bộ Tải nguyên và Mỗi tường

Convetional Activated Sludge: Công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính truyễn.

thống dạng liên tục.

Chemical Oxygen Demand: Nhu cầu oxy hoá hoe.

COD trong nước thải chưa xử lý.COD trong nước thải sau xử lý.

‘Ty lệ nồng độ thông số COD so với thông số BOD+Phin có thể phân hủy sinh học trong COD (ang)Combined Sewage Oxerilow: (

18 Giống tách).

1g tích) chay trăn cổng chung (hay edn gọi

Mật kiểu công nghệ SBR cải tiếnDioxin-like PCB: PCB đồng phẳng.

Hig suất xử lý (các thông số 6 nhiễm) Em ứng với thông số TN, Enon ứngvới thông số BODs.

Environmental Protection Ageney (of United State): Cơ quan bảo vệ mỗitrường (của Hoa Kỳ)

Hiệu xử lý TN của ting công nghệ theo ty lệ BODsTN,Phin tro bùn vi sin,

Ty số thức ăn (BODs) được cụng cắp trên lượng vi sinh vật trong bể sục khí,

KCN Khu công nghiệp

kr Hệ số nguồn tiếp nhận (áp dụng trong các QCVN).

kị Hệ số lưu lượng (áp dụng trong các QCVN)

1SBR _ (Công nghệ do nghiên cứu sinh nghién cứu vi đặt tên) Low carbon source

-Sequencing Butch Reactor: Giải php công nghệ cho nước thải cố nguồn Cthấp, phát wid

Miuii —— Kÿhiệu ede diém Iiy mẫu tong sông Clu Bây,Max Maximum bay ti da

Min Minimum bay i thiểu

MLSS Mixed Liquor Suspended Solids hỗn hợp chất rin (bùn hoạt tinh) lơ Kime

(trong bê sục khí)

Mặc “Tông lượng bản sinh học trong bé xử ý SBR

N NiteNe 'Nhữu cơ.

NHN NôngđộN wong amo:

NH-Nuio - NHAN trong nước thải chưa xử ý,NHAN, NHAN trong nước thải sau xử lýNo, NO; và NOs

Nox Khả năng niưat ha (mg).

ORr ‘Total Oxygen Riguirement: Tổng nhu cu oxy.

P Phat pho.

Pao Phosphorus Accumulating Organisins: Vi sinh vật tích lũy P,PBDE Chit POP: Polybxominated diphenyl eters.

Pee Chất POP: polychlorinated biphenylPCBạ, PCB wong nude thai cha xiPCB, PCB trong mide thai sau xi

XPCB Ting PCB.

“Tổng 6 PCB gồm PCB 28, 52, 101, 138, 153,180PHB poly-Behydroxybutyrate

Pop Persistent Organic Polluang Chất hữu cơ khó phân hy

Pa Lượng bùn sinh học sinh ra (kgingày).

° Lưu lượng nước thi

QCCP Quy chuin cho phép— là các thong sé thỏa mãn các quy chuẫn tiêu chuẳn hiện

tanh (đội với trường hợp cụ thể được dcp)

QCVN Quy chuẩn Việt Nam.

RAS Recycle Activated Sludge: Bản hoạt nh hồi lưu

Sequencing Batch Reactor: B phản ứng theo mẻ

Supervisory Contol And Data Acquisition: Hệ thông giám sit điều khiến và

thu thập dữ liệu.

Suspended Solid: Chất rắn lơ lừng8 tong nước thải chưa xử lý

SS tong nước thải sau xử lýChỉ số ng của bùn (ml).

“Thời gia hiểu kh của một chu kỷ SBR).

Thời gin yém khí(của một chu kỳ SBR).Thời gian thiếu khí (của một chu kỳ SBR).

“Teng thời gian của I chứ kỳ bể SBR“Tiêu chuẩn Việt Nam.

“Toxie equipvalent factor: Hệ ô độ độc tương đương‘Tricking filter: Lọc (sinh học) nhỏ git.

"Nẵng độ N tng số (n Kjeldahl),

“TN trong nước thải chưa xử lýTN trong nước thai sau xử lý.

‘Total Organi Carbon: Tổng him lượng C hữu cơNong độ P tổng số.

“TP tong nước thải chưa xử lý.TP trong nước thi sau xử ý,

“Thai gian lắng + rút nước (của một chủ ky SBR).

“Tuổi bùn hiệu dung (rong thời gian hiểu khí (Ta) + thiểu

Xe: Nông độ chất rin cổ định ong nước thải vào (mg)

Xã Phan tro trong COD (mgCOD/).

XLNT Xửlynuớethải

Xxo "Nông độ NO: trong nước thải sau xử lý (mg/l)

Y Hệ số năng su tự dưỡng,

Yu Hệ năng suất dị dưỡng You "Nẵng suit ey dưỡng thực.

Youn [Nang suất dị dưỡng thực

MỞ DAU

1 Tính cần thiết của vấn dé nghiên cứu

Sự phát triển của các dé thị thường gắn liễn với các con sông Lịch sử hệ thống thoát nước.

và xử lý nước thải đô thị cho thấy cơ bản diễn ra theo một tiến tinh chung là “6 nhiễm

trước, xử lý sau” Khi đô thị chưa phát triển, nước thai chưa nhiều nén các sông tiếp nhận nước thải đồ tị có khả năng tự lâm sạch bằng phân hy tựnhiên các chất ô nhiễm Đô thị phát triển, lượng nước thải tăng vượt quá khả năng tự làm sạch, gây 6 nhiễm các con sông Hầu như chỉ khi nh trạng ô nhiễm có ác động đáng kể đến cuộc sống tì con người mới

bắt đầu tim kiểm giải pháp xử lý Công tác cải thiện môi tường cho các sông 6 nhiễm

thực hiện bằng thu gom nước thải, xử lý đạt quy chuẩn trước khi xã vào sông hoặc các

nguồn tiếp nhận khác.

(Qué tình đô thị hóa tại Việt Nam đang diễn ra nhanh chóng hơn bao giờ hết kể từ khi đồi

mới năm 1986, Tuy nhiên, cho đến nay mới chỉ có 10% lượng nước thải đô thị được thu

som và xử lý, mới chỉ có khoảng 30 nhà máy xử lý nước thải (XLNT) đô thị được xây

cdựng và đang vận hành Những con sông bắt nguồn từ các khu vực trong đồ thị nay đã trothành nơi thoát nước thải chưa xử lý, trở thành "cống thoát chung nước thải, nước mưađô thị” Sông Câu Bay là một trong những con sông đã trở thành "cổng thoát chung nước

thái, nước mưa đồ tị", đang bị 6 nhiễm nghiêm trọng

“Cầu Bay la sông do, các kênh nhánh pha thượng lưu bắt nguồn từ các phường Gia Thụy,

Bỏ ĐỀ, Giang BiViệt Hưng thuộc quận Long Bị1, Hà Nội; chảy qua quận Long Biên,

Tuyện m và hạ lưu đỗ vào hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải tại cửa xả Xuân Thụy, xã Kigu Ky, Gia Lâm, sông cổ tổng chi đãi Khoảng 13km Mặc di đang bị 8 nhiễm

ia Li

nhưng nước sông Cầu Bay hiện vẫn là nguồn tuổi tiêu cho canh tác nông nghiệp khu vực.

sm cho hệ thống thủy nông Bắc Long Biên — Gia Lâm, đồng thời đang là nguồn gây 6 nhỉ

Hưng Hải, Hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hai phục vụ việc tới iêu và thoát ứng cho một vũng tứ giác được giới hạn bởi sông Hỗng ở phía Tây, sông Đuống ở phía Bắc, sông Thái

toàn bộ tỉnh Hưng Yên, Hai Dương, Bắc Ninh, Hà Nội Như vậy, tinh trạng 6 a

sông Cầu Bây dang ảnh hưởng đến một vùng rộng lớn, sây ô nhiễm nguồn nước trí

tắc động trực tiếp đến sức khỏe con người Việc đánh giá được mức độ 6 nhiễm của sông

“Cầu Bây, nghiên cứu được giải pháp công nghệ xử lý phủ hợp cho nước thải lưu vục sông

“Cầu Bây có ý nghĩa quan trọng.

Quy hoạch hệ Utạ thoát nước lưu vực sông Cầu Bây phủ hợp với kinh nghiệm ở cácnước phát tri và đang phát tiển trước Việt Nam là hệ thng thoát chung trên cơ sở hiện

trạng: hệ thống thoát riêng được xây đơng ti các khu đồ thi mới, khu công nghiệp tạø thành hệ thống thoát hỗn hợp chung và riêng Tuy nhiên, do bg thng thoát nước chưa

hoàn chính nên nước thải, nước mưa những khu được thu gom riêng cuối cùng vẫn xã vào

sống chung hign trang, do đồ cối cũng vẫn là công chung.

Nước thải đô thị nói chung gồm nhiều nguồn từ sinh hoạt hộ gia đình, văn phỏng, các cơ sở dich vụ: từ các cơ sở giết mỗ gia súc, gia cằm tập trung hoặc trong các chợ truyén

thống; từ các cơ sở công nghiệp tập trung đến quy mô hộ gia đình; từ quá trình chứa, thu

gom, vận chuyển, xử lý rác và các nguồn khác Do đó tỉnh chất, (hành phần các chất ô

nhiễm trong nước thải thải gom chung mang tinh đặc thủ từng đô thi, Mặt khác, quy định

về giới han nông độ các thông số ô nhiễm trong nước thải sau xử lý của các quốc gia là

khác nhau, đồng thời phụ thuộc vùng tiếp nhận nước thải sau xử lý, nên một giải pháp

công nghệ xử lý nước thải phù hợp với quốc gia này, địa phương này có thé sẽ không phù

hợp với quốc gia, địa phương khác Vì lý do đó nên việc xác định được tinh chất của nước

thải đầu vào, yêu cầu nước thai sau xử lý để có giải pháp công nghệ phủ hợp là cin thiết Hệ thống thu gom và nhà máy XLNT thường được xây dmg đồng thời, khó có điền

kiện để ấy mẫu phân tích xác định được dc tin nước thải chung của toàn lưu vực cằnxử lý, trong lúc chưa có nhiều nhà máy XLNT tại Việt Nam để tham khảo Do đó, trước

đây khi thiết kế nhà máy XLNT phải giả định các thông số trong nước thải đầu vào nên

thường không chính xác Thực tế hầu hết các nhà máy XLNT đang vận hành tại ViệtNam có nồng độ các thông số 6 nhiễm trong nước thải đầu vào chênh lệch lớn so với

giả định để tính toán thiết kể, làm tăng chỉ phi vận hành, hoặc/và lang phí đầu tư.

Lưu vực sông Cầu Bay có vị trí địa hình đặc thi, bao bởi dé sông Hồng và sông Đuống,

nên nước thải toàn lưu vực hiu như đã tập trong vé sông Cầu Bây, ạo điều kiện để có

thể y mẫu, phân ích xác định tính chit nước thải của lưa vực mặc dit chưa thing

thứ gom tập trung Vì vậy, một trong những mục đích của luận án là lắy mẫu phân tích

xác định tinh chat nước thải của lưu vực sông Cầu Bây dé nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý phủ hop Ngoài ra, việc nghiên cứu các yếu tổ v tinh phổ biễn, diện tích

chiếm đắt, chỉ phí đầu tư, vận hành của các nhà máy XLNT tại Việt Nam giúp có thêm

cơ sở trong lựa chọn công nghệ nghiên cứu.

"Đô thi lưu vực sông Clu Bay mang tinh đặc trưng của một đồ thi Việt Nam nói chung,

là đô thị dang phát iển, vừa có nông thôn vừa có đồ thị cũ xe lẫn đô thị môi: vừn có

nước thải sản xuất, vừa có nước thải sinh hoại Đặc bit, không như một số quốc gia

khác, văn hóa sinh hoạt của người Việt Nam giữa các vùng miền cơ bản là có sự tương.

đồng, do đô nước thi lưu vực sông Cầu Bay có thể đại diện được cho tinh đặc thủ củaphan lớn các đô thị Việt Nam Vi vậy, giải pháp công nghệ phù hợp cho nước thải lưuvực sông Cầu Bây cũng sẽ phủ hợp cho nhiễu đô thị khác tại Việt Nam,

Luận án Nghiên cứu, đánh giá một số chit 6 nhiễm chủ yếu trong sông Cầu Bay ~ Hà

Nội, đề xuất giải pháp xử lý nước thai phù hợp” đáp ứng tính cần thiết của các vấn đề:

nghiên cứu.

2 Mục đích nghiên cứu.

~ _ Đánh giá được mức độ 6 nhiễm của một số chất ô nhiễm chủ yếu trong nước va

trằm tích sông Cầu Bay.

= Đánh giá và xác định được đặc tinh chủ yếu của nước thai lưu vực sông Cầu Bayầm cơ sở cho việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp.

~ DE xuất được giải pháp công nghệ xứ lý nước thải phù hợp cho xử lý nước thải trên ưu vục sông Cầu Bây.

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.

3.1 Đỗi tượng nghiên cứu.

~ Cie chất 6 nhiễm trong nước, trim tích sông Cầu Bây, trong nước thải lưu vực

sông Cầu Bây;

~ Cong nghệ xử lý nước thải đô thị

3.2 Phạm vĩ nghiên cứu

~ Pham vi vũng nghiên cứu là toàn bộ lưu vue sông Cầu Bây tính đến vị tr của

chảy vào hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải

~ Pham vi chất ô nhiễm nghiên cứu li các chat hữu cơ dễ phân hủy (hong số COD, BOD¿); chất hữu cơ khó phân hủy điển hình (PCB); thông số chất ran lơ king

(SS); các thông số nit, phốt pho (NHs'-N, TN, TP),

“Công nghệ xử lý nước thải được nghiên cứu, phát triển trên cơ sở công nghệ được.lựa chọn theo hiệu quả thực tế đang áp dụng tại Việt Nam.

4 Phương pháp nghiên cứu.

~ Phuong pháp khảo sát, điều tra nhằm thu thập số liệu liên quan đến lưu vực sông Cả Bây, các nhà máy xử lý nước thai đang vận hành và chuẩn bị vận hành tại

Việt Nam nhằm đánh giá được mức độ 6 nhiễm của sông Cầu Bay, đặc tính nước

thai đặc thù của lưu vực sông Bay so với các lưu vực khác và đánh giá hiệu.

aqua các công nghệ dang áp dung.

~ Phương pháp kế thừa và phân tích tổng hợp, thống kê các số liệu thu thập được trong các tả lều và các kết qua đã được nghiên cấu để rit ra ác kết luận cơ sở

cho nghiên ein

~ Phuong pháp mô hình thực nghiệm đẻ nghiên cứu, phát triển công nghệ và kiểm.

nghiệm các kết quả nghiên cứu của luận án, Luận án này có điểm khác biệt là

ngoài mô hình thí nghiệm, đã thực hiện nghiên cứu trên nhà máy xử lý nước thải

`Yên Sở đang vận hành.

5 Nội dung nghiên cứu

1) Nghiên cứu, đánh giá mức độ 6 nhiễm của một số chất ô nhiễm chủ yéu trong

nước và tram tích sông Cau Bây:

= Khảo sit, xác định các nguồn nước thải chính vào sông Cầu Bây, xác định các

điểm lấy mẫu;

= Dinh giá

với ác thông số ô nhiễm gồm COD, BODs,

mức độ 6 nhiễm so với quy chuẩn cho phép (QCCP) về nước mặt đối

$, NHi*-N, TN, TP, PCB bằng lấy

mẫu phân tích đối với nước sông:

= _ Đảnh giá tồn lưu PCB bằng lấy mẫu phan tích đối với trim tích sông

2) _ Nghiên cửu, đánh giá, xác định tinh chất nước thải lưu vực sông Cầu Bây: Xie ịnh lưu lượng nước thấi lưu vực sông Cầu Bảy bằng đo đc;

~ Dinh giá mức độ 6 nhiễm các thông số COD, BODs, SS,NH -N, TN, TP, PCB so với QCCP bằng lầy mẫu phân tích hiện trường tai điểm M10 dai diện cho nước

thải lưu vực sông Cầu Bay; xác định tính đặc trưng của các thông số 6 nhiễm so

với nước thải đô thị thông thường đã nghiên cứu và nước thải đầu vào các nhà

máy XLNT tai Việt Nam đang vận hành;

3) Noi dung nghiên cứu giải pháp công nghệ xử lý nước thải phủ hợp với tinh chất nước thải lưu vực sông Clu Bay:

~_ Nghiên cứu lý thuyết cơ chế các quá trình phan ứng và cơ sở của các quá trình

xử lý trong các công nghệ đang áp dụng tại Việt Nam:

= Nahin cứu đặc điểm các công nghệ dang áp dụng tai Việt Nam về hiệu quả xử

lý các thông số, nh phổ biến, điện tích chiếm đắt, suất đầu tư, chỉ phi vận hành:

Nahin cứu các thông số chính từ quá tình vận hành tai nhà máy XLNT Yên Sở,Ha Nội công nghệ SBR/C-Tech;

= Tinh toán thiết kế các mô hình thí nghiệm vé công nghệ nghiên cứu

= Thực nghiệm, nghiên cứu hiệu quả xử lý các thông số chủ yếu bằng các thí

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6.1 Ý nghĩa khoa hoc

~ Qua nghiên cứu va phân tích thực nghiệm các chất 6 nhiễm chủ yếu đã đánh giá

được sông Cầu Bây bj 6 nhiễm, đặc biệt là có tồn lưu PCB ở nồng độ cao đăng,

kể, Kết quả thu được có thé sử dụng để đưa ra các cảnh báo kịp thời nhằm giảm

thiểu các tác động đến môi trường và sức khỏe con người:

~ Qua nghién cứu và phân ích thực nghiệm đã đánh giá được các chất ô nhiễm chủ

yếu và đặc tính của nước thải lưu vực sông Cầu Bây đó là nước thải có BODs

thấp, TN cao; đồng thời bi 6 nhiễm PCB;

~ Qua nghiên cứu và ứng dụng các mô hình thực nghiệm luận án đã xây dựng đượcsơ sở khoa học cho việc áp dung công nghệ L-SBR để xử lý nước thi lưu vực

sông Cầu Bay làm cơ sở cho ứng dụng trong thực tế.

62 Ý nghĩa thực tiễn

Phát triển được giải pháp công nghệ mới L-SBR để xử lý nước thải lưu vực sônglu Bây có tính chất đặc thù BOD‹ thấp, TN cao đạt QCCP cột A nhưng không

ảnh.phải bỗ sung nguồn C từ bên ngoài, tiễn kiệm chỉ phí

7 Clu trúc của luận án

“Cấu trúc của Luận án bao gỗ Pl ân mở đầu, 4 chương: phẫn kết luận và kiến nghị: phn

cdanh mục các công trình nghiên cứu da công bổ; tả liệu tham khảo; phục lục.

~ Phần mé đầu: tính cin thiết của vấn đề nghiên cứu; mục đích nghiên cứu; đối

tượng và phạm vi nghiền cứu; phương pháp nghiên cứu; nội dung nghiên cứu; ý

nghĩa khoa học và thực tiễn tính mới và thực tiễn của luận ấn;

~_ Chương 1 Tổng quan các vẫn dé nghiên cứu: phần tích, đánh giả các công

trình nghiên cứu, ác tài liệu đã có của các tác giả trong và ngoài nước liên quan

én các nội dung nghiên cứu của luận ấn; nêu những vẫn đề còn tôn ti: chỉ nụ

những vấn đề mà luận an cần tập trung nghiệcứu, giải quyết,

~ _ Chương 2 Cơ sở khoa học và thực tiễn, giả thuyết, phương tiện nghiên cứu.

trình bảy các cơ sở khoa học và các cơ sở qua kinh nghiệm thực tiễn để đưa ra

các lựa chon và giả thuyết giải quyết các vin đề edn giải quyết đổi với công nghệ.

6

Từ các lựa chọn và giả thuyết làm cơ sở thiết lập mô hình công nghệ: tinh toán

thiết kế, chế tạo mô hình thực nghiệm Phin này cũng thiết lập trinh tự và mô tả

«qué trình thực hiện các thí nghiệm; mô ta về phương tiện mô hình thực nghiệm:

“Chương 3 Kết quả nghiên cứu vé nước và trim tích sông Cầu Bây: Mô ti các kết quả nghiên cứu, thực nghiệm về lưu lượng, nồng độ các thông số 6 nhiễm.

trong nước và trim tích sông Cu Bây Trinh bày kết quả và thảo luận theo cácdữ liệu khoa học thu được trong quá trình nghiên cứu, thực nghiệm của luận án.Két quả nghiên cứu của chương này là cơ sở cho các nghiên cứu trong chương 4:

= Chương 4 Kết quả nghiên cứu về giải pháp công nghệ: Mô tả các kết quả

nghỉứu, thực nghiệmcng nghệ xử lý phù hợp cho nước thải có BOD./TN

thấp L-SBR: Phát hiện hiệu suất xử lý chất PCB qua các pha lông rắn của giải

pháp công nghệ được nghiên cứu phủ hợp để xử lý nước thải lưu vực sông Cầu

Bây: đánh giá tỉnh thực tiễn của giải pháp công nghệ qua số liệu thực nghiệm và

tinh toán Trình bày kết qua va thio luận theo các dữ liệu khoa học thu được trongquá trình nghiên cứu, thực nghiệm của luận ấn

Kết luận và kiến nghị.

~ _ Danh mye các công trình, bài báo đã công bồ;

~ Cấc phụ lực.

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC VAN DE NGHIÊN CUU

1.1 Hiện trang, kết quả nghiên cứu trước đây về sông Cầu Bay

Lưu vực sông Cầu Bây bao gồm phần lớn quận Long Biển và một phn huyện Gia Lâm, nằm ở phía Bắc sông Hồng, phía Đông trung tâm thành phổ Hà Nội (Hình 1-1) Lưu vực Cầu Bây nói riêng, Hà Nội nói chung có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè nóng, mưa.

nhiều và mùa đông lạnh, mưa phin, Giữa hai mùa có hai thing chuyển giao là thing 4

và tháng 10, tạo nên 4 mùa Mùa hè bắt đầu vào tháng S vả kéo dài tới tháng 9, nhiệt độ.

trung bình khoảng 28°C Thing nóng nhất là thắng 6, đội khi nhiệt độ tang lê tới 38°C “Từ thắng 9, nhiệt độ giảm dẫn và lượng mưa tăng lên Theo số liệu thẳng kế khí hậu Hà

Nội, nhiệt độ trung bình giảm din xuống 21°C vào tháng 11, 18°C vào tháng 12 và 16°C

ào tháng 1 — tháng lạnh nhất trong năm Mưa phùn xuất hiện thường xuyên vào thing 2 và tháng 3 Đôi khi thời tiết bắt đầu thay đổi vào tháng 3 và có thể có sắm và mưa rào xào ban đêm, Trong thai gian năm 2001 > 2013, tổng số giờ nắng biển động lớn 410,4

1.643 giờinăm, nhiệt độ không khí trung bình 23,3 + 25, [1]

Lưu vực sông Cầu Bây có tổng điện tích 6.40Sha, trong dé diện tích đt canh tie nông

nghiệp khoảng 800ha, còn lại là khu đô thị, công nghiệp, công viên cây xanh Theo quy

hoạch đã được Thú tướng chính phủ phê duyét năm 2013 (QHTNHN 2013), lưu vực.

sông Cầu Bây được phát triển là đô thị hỗn hợp bao gửcác khu đô thi, công nghiệp,

nông nghiệp công nghệ cao, ác dich vy vui chơi giải tí, công viên cây xanh, Vé cơ bản

Ja đô thị ong trương lai được phát triển trên cơ sở hiện tại nhưng theo hướng hiện đại

hơn 2] Các nguồn phát sinh nước thải của lưu vực sông Cầu Bay qua khảo sắt và tham,

khảo [2] gằm:

= _ Nước thải sinh hoạt của khoảng 393,000 người (theo số liệu điều tra dân số đến

31/12/2013) Theo quy hoạch, dân số năm 2030 là 442.000 người, đến năm 2050

là 513.000 người Lượng nước thải sinh hoạt theo tính toán hiện nay khoảng

35.800m /ngày; năm 2030 là 125 000mŸ/ngày; năm 2050 là 183.000 /ngày Hệ

thống thoát nước là hg thống thoát nước chung;

~ Nude thải từ eae khu công nghiệp (KCN) tập trung Sài Đồng, Đài Tự và các cơ sở

sin xuất khác nằm ngoài cc khu công nghiệp như nhà máy Sữa Hà Nội, Hóa chất

"Đức Giang, Xăng dầu Đức Giang, May 10 Tổng số các Nhà máy sin xuất công

nghiệp la hon 60 cơ sở Có nhiễu lĩnh vực sản xuất trong 46 phan lớn là cơ khí,

kim loại, thiết bị có 25 nhà máy (hơn 40%): hóa chất, mỹ phẩm, được phẩm có 11

nhà may (18%); đột may có 6 cơ sở (10%); côn li là giấy, bao b thực phẩm, thức

ăn gia súc; xăng dau, gas; thiết bị điện và dây cáp điện; điện tử Tổng lượng nước thải công nghiệp khoảng 25 000m /ngy, Hầu hét các cơ sở công nghiệp này có

các nhà máy XLN) eve bộ Theo quy định, nước thải tir các cơ sở sản xuất này phảiđược xử lý đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT cột B;

= Nước rồ rỉ từ bãichôn lắp chất thải rin bãi rác) Kigu Ky có lưu lượng nước rỉ

khoảng 200m /ngày, thực tế khảo sát cho thấy chưa có công trình xử lý nước rỉ

rác theo quy định:

= Chit thai bề mặtbị nữa trôi vào sông trong quá trình thoát nước mưa cho toàn bộdiện ch lưu vực:

~ _ Sông Cầu Bay đồng thời còn là nguồn nước chỉnh phục vụ cho canh tác nông

nghiệp trong lưu vực Mặc dit nước sông rat 6 nhiễm nhưng vẫn được bơm vào.

hệ thống mong phục vụ tưới tiêu Việ sản xuất nông nghiệp có thời vụ va không

sử dung nước iên tye, Nước từ sông Cầu Bây được dùng để tưới iêu sau đổ lại

thoát v sing mang theo chất thải trong sin xuất nông nghiệp như dư lượng thuốc.

trữ sâu, phân bón, đất edt; nhưng đồng thời cũng giảm một phan chất 6 nhiễm do

ngắm qua dit, giảm lưu lượng do thắm, bay hoi trong quá tỉnh tưới tiêu

“Thoát nước lưu vực sông Cầu Bây thực hiện thông qua các cổng, rãnh, kênh, mương

thủy lợi (mạng cấp 1) Việc thu gom nước mưa, nước thai được thực hiện thông qua các.

mương, đường cổng, rãnh trên đường phổ, ngõ xóm (mạng cp 2, 3) Hệ thống thoát

nước của khu vực hiện nay được tô chức như Error! Reference source not found

Mang cắp 1 là hệ thống cổng chung Mang cấp 2, 3 đối với khu dân cư đô thị cũ, ng

xóm là cống chung: nước mưa và nước thi sinh boạt nước thải chăn nuôi hộ gia đình,

ling nghề hộ gia đình thoát chung vào một hệ thống cổng thoát Theo quy định, các khu đổ thị mới phải xử lý nước thải đạt QCCP trước khi dd nổi vào hệ thẳng thoát nước thành phố Nước thải đã xử lý va nước mưa trong các khu đô thị mới đã được tách riêng.

ự tích (CSO), Hình 1-2) để đầu

bao dọc sông Cầu Bây, dẫn nước thải về Nhà máy XLNT để xử lý [2] Nước sau xử lý

dmg các gi sc cổng hiện trang vio hệ thông cổng số thé bổ cập lại cho sông Cầu Bay hoặc xa vào các nguồn tiếp nhận khác

Như vậy, lúc thời tiết không mưa thì nguồn nước chảy vào sông Cầu Bay chủ yếu là nước thải của lưu vực sông Cẩu Bây, tương tự như sông Tô Lịch, Kim Ngưu,

(Ha Nội: kênh Nhiều Lộc ~ Thị Nghề, Đôi ~ Tẻ, Tham Lương ~ Bến Cát, Tân Héa —

Lò Gốm (thành phổ Hồ Chí Minh); sông Cheonggyecheon (Hin Quốc) trước khi cải tạo

năm 2005 [3], [4], sông Singapore trước khi cái tạo năm 1986 [5] đều là các sông tiếp

nhận nước thải của đô thị

Cc nghiên cứu về nước và rằm tích sông Cầu Đây từ trước đến nay mới chỉ dim li ở mức khảo sit, đánh giá mức độ một sổ thông số, chủ yếu trong nước sông như pH, DO TSS, COD, BODs, NO;, NOy, PO.*, NHa*, chất hoạt động bé mat, dầu mỡ, CoHsOH, E.Coli, Coliform Các thông số nay vượt giá trị giới hạn tối đa quy định trong quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, TSS vượt đến 17 lần, NHi*-N vượi đến 18

in so với QCVN 14:2008/BTNMT [6], [7] EJPBDE trong trim tích sông

cũng đã được nghiên cứu cho thấy có sự phân bd rộng, nông độ cao tại các điểm gin cáci Bây

khu công nghiệp [8] Chưa có nghiên cứu nào về nước thai lưu vực sông Cầu Bay cũng: như PCB trong nước và rằm tch sông Câu Bây,

Theo khảo sát, có 9 kênh, mương chính thoát nước thải sinh hoạt, công nghiệp, rỉ rác,

nước thoát của canh tác nông nghiệp chảy vào sông Cầu Bay ti các cửa xã được kỹ hiệu

M1 + Mỹ (toa độ, mô ti nguồn xa, hình ảnh khảo sát như Hình 1-1, Error! Reference

‘ource not found.) MLO là điểm cudi sông Cầu Bây trước khi chảy vào hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải: MII là vị trí trên hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hai nơi tiếp nhận nước từ sông Cầu Bây (MI + M11 theo thứ tự từ thượng nguồn đến hạ nguồn) Khảo.

sit cho thấy nước thải ti các cửa xã M1 = M9 có mâu đen, mỗi hôi, kể cả cửa xã cố

nước thải của KCN Bai Tư, Sai Đồng Doe sông nói chung đều có màu đen, mùi hôi

chứng tổ đồng sông bị ô nhiễm nặng không chỉ ở cửa xà Sự tương phản giữa mẫu den

của nước sông Cầu Bay và hoi ving của nước hệ hồng thủy nông Bắc Hưng Hải nhìn iu Bay hỏa với nước hệ thống thủy nông Bắc Hưng thấy rõ tại khu vực nơi nước sông.

Hải (MID.

10

Hình 1-1 Bản đồ lưu vực sông Cầu Bây

"

1.2 Lịch sử hệ thống thoát nước, thu gom nước thải đô thị

12.1 Ở các nước trên thé giới

Hệ thống thoát nước đô thị sớm nhất biết đến được xây dựng bởi nén van minh Ai Cập,

và nền văn minh Lưỡng Hà từ thể kỷ thứ 3 trước Công nguyên Hệ thông thoát nước

giai đoạn này được xây dựng để thoát nước mưa, nhưng cũng là nơi thoát chất thải sinh

hoại Trong thé kỹ thứ 2 trước Công nguyên, nén văn minh Minoan phát triển hệ thông

thoát nước trên đảo Cret (thuộc Hy Lạp ngày nay) và phát triển hệ thông cổng thoát

1g công dưới đường phố bắt đầu được xây dựng bởi

ring đầu tiên trên thể giới, Hệ

người Hy Lap vio giữa nhưng năm 1.100 và 700 trước Công nguyên Hệ thống của

người Hy Lạp được người La Mã phát triển hơn bằng thêm các hỗ ga nắp bằng đá có

quai đồng có thể mở ra [9]

Hệ thông thoát nước đô thị ở các nước Châu Âu khác và Hoa Kỳ ban đầu cũng chỉ để

mục đích thoát nước mưa, trong khi phân từ thùng xi được thải bỏ như chất thải rắn “Thông thường, vig thải chất thải từ thủng xí chỉ đơn giản là ném qua cửa số và hết lên

"garde Ieau”, dich ra có nghĩa là "edn thận nước rơi vào" [10] Tại Luân Đôn, việc cắm.

chất thải sinh hoạt cho vào hệ ống thoát nước thành phố có hiệu lực cho đến năm 1815;

thành phố Boston (Hoa Kỷ) là cho đến năm 1833 Năm 1843, chỉnh quyển thành phố

Hamburg (CHLB Đức) quy định bắt buộc phải đấu nỗi để thải chất thải sinh hoạt vào hệ thống thoát nước thành phổ [10].

Mor thay đổi lớn rong ngành cắp nước trong giai đoạn 1800 1865 là nước sinh hoạt

được cắp từ nguồn cung cấp lên tục, và sự ra đời cia nhà vệ sinh dội nước vào giữa năm 1800 [11] Đến năm 1880, khoảng một phần ba số hộ gia đình đô thị tại Hoa Ky có nhà vệ sinh xả nước [11] Trong những năm 1800, các thành phố ở Tây Âu và Bắc Mỹ

không sử dụng các bể phốt và hỗ xí mà xây dựng hệ thống cổng thoát nước cho việc loại

bỏ và xử lý chất thải Với việc đấu ndi nước vệ sinh từ các ngôi nhà với hệ thống công

rãnh nước mưa hiện có thảnh một hệ thông hỗn hợp Cách tiếp cận này đã được áp dụng

ở nhiễu thành phổ lớn ti các nước châu Âu và Hoa Kỳ, Hầu hết các hệ thông công được xây dựng trong nửa đầu thé ky XX là hệ thống cổng thoát nước kết hợp chủ yếu để thoát nước mưa và nước thai sinh hoạt, có các công xa tràn hay còn gọi là giếng tách CSO để xả nước trong trường hợp cỏ mưa Nước thi tsi các giếng tách được dw nổi với cổng

l2

dẫn nước thải vé nhà mấy XLNT, thường gọi là cổng bao (Interceptor) Công bao thực

hiện việc dẫn nước thải từ các giéng tách CSO để thu gom toàn bộ nước thải khi không

có mưa, hoặc một phần nước thải đã được hòa trộn với nước mưa khi có mưa trong hệ thống thoát nước chung từ các lưu vực khác nhau đến trạm bơm hoặc nhà máy XLNT

Hình 1-2 Mô hình giếng tích (CSO) va thing thu gom chung

“Trong và sau thé chiến thứ II, tại Hoa Kỳ bắt đầu xây dựng hệ thống công thoát nước hu dn cư mới Đến năm 1972 luật Liên bang quy định

riêng tại hầ hết các thành pt

không được xây dưng cổng hỗn hợp Tuy nhiên, luật chỉ áp dụng cho các hệ thng cổng mới xây dưng, còn hệ théng cổng chung hiện trạng đến nay vẫn tiếp tục hoạt động mà

không được cải tạo vì lý do chỉ ph ao Do đó cho đến nay, một phần các hệ thống cổng

chung được xây dựng từ năm 1850 tại Pari (Pháp), những năm 1800 tại Luân Đôn (Anh),

tử năm 1885 tại Chicago (Hoa Kỳ) vẫn được sử dụng Tại các thành phd Hoa Kỳ cônKhoảng 13% là bệ thống công chung [11] Hệ thing cổng chung vẫn sử dụng nhiều tại

sắc thành phổ cia các nước phát iển châu Âu [12]

Han Quốc là nước phát triển gin đây, mặc đủ 100% nước thải của thành phố Seoul đã

được đầu nổi thu gom về các Nhà máy XLNT để xử lý, nhưng có đến 86% nước thai

vẫn được thu gom chung đầu nối vào cổng dẫn v8 nhà máy XLNT bing cá giếng tíchCSO [13] Một trong những thực tế didn bình nhất giai đoạn gin đây li giải pháp xử lý

6 nhiễm sông Cheonggyecheon dài 10,9km chảy qua trung tâm thành phố Seoul ~ Hàn

“Quốc Chỉ trong vòng hơn 10 năm: vào những năm 1960 ~ 1970 với sự phát triển nhanh

của kinh tế Hàn Quốc, kéo theo là qué trình đô thi hóa, sông Cheonggyecheon nhanh

nước thai [3] Số liệu phần tích năm 1963 cho thấy BODs

"heonggyecheon có thời điểm là 24Imgf [13] Việ cãi tạo 6 nhiễm

chóng trở thành kênh

trong nước.

sông Cheonggyecheon đầu tiên được thực hiện bằng cách cổng héa con sông, giữ nguyên hiện trang các cổng thoát nước thải chưa xử lý dang đổ vào sông, bién sông

CCheonggyecheon thành cống dẫn nước thải, mặt sông là đường cao ốc, thực hiện vào

năm 1970 3] Do như cằu phải phục hồi sông Cheongeyecheon vi vẫn đ tắc nghẽn giao

thông, 6 nhiễm khói bụi và nhất là song Cheonggyecheon có ý nghĩ lịch sử lớn đối với

người Hàn Quốc, ein phải được bảo tin, đường cao tốc trên mặt sông được thio đỡ, đẳng thời xây dựng hệ thống cổng bao dọc hai bên sông dé thu gom nước th từ các sống chung hiện trang qua các giếng tách CSO, dẫn nước thải về nhà mây XLNT, không cho nước thải xả trực tigp vảo sông tri lại nguyễn mạng phục hồi lạ sông

Cheonggyecheon như ngày nay, thực hiện năm 2003, hoàn thành năm 2005 [3] Vào.

thời it không mưa, toàn bộ nước tử các cổng chung qua giếng tich chảy vào cổng bao để về Nhà máy XLNT để xử lý vào thời tiết mưa, ton bộ nước mưa và nước thi thụ gom chung trong thời gian mưa ban đầu khi còn chứa chit 6 nhiễm cũng sẽ được thu gom hoàn toàn về Nhà máy XLNT để xử lý, và chỉ cho nước mua khi nằng độ các chất sô nhiễm đạt yêu cầu theo quy định được xã thẳng vào sông Cheonggyecheon (khi BODs < 40mg/ [13], [14]

Khác với lưu vue sông Cheonggyecheon li nước thải được thu gom chung thi lưu vực

sông Singapore (tai Singapore) được xây mới bằng cổng riêng, Kinh tẾ của Singapore

sau năm độc lập 1965 đã phát triển nhanh chóng, kim theo đồ là sông Singapore

(2,95km) 6 nhiễm nghiêm trọng [5] Nước thải xả vào sông Singapore là nước thai sinh hoạttừ các nhà vệ nh không qua xử ý các chất hải phát sinh do ban hàng rong

và nhà cung cắp rau bán buôn; các ngành công nghiệp trên bờ sông như kinh doanh, vận.

l4

cchuyén, sản xuất hàng hóa; xây dựng và sửa chữa tau trong tỏa nhà ũ mà không có cáccông trình xử lý; các trang trại chăn nuôi gia cằm, gia súc [5] Quá trình cải thiện môitrường sông Singapore đã được chính phủ thực hiện từ năm 1977 song song với chínhsách nhà ở, theo đó các cư dn được chuyển dén trong các tỏa nhà do chính phủ xây

dựng với đầy đủ cơ sở hạ ting thoát nước; các trang trai và xí nghiệp 6 nhiễm được di đồi, cảng sông được chuyên đến vịt khác Nước thải lưu vực sông Singapore còn lại

chủ yếu là nước thải sinh hoạt được thu gom riêng bằng hệ thống cống thoát nước xây mới, không cổ nước thải công nghiệp, nông nghiệp: nước mưa được thoát bằng cổng

riêng, Nước thải thu gom riêng bằng hệ thống cổng bao din về Nhà máy XLNT để xit

lý đại yêu cầu theo quy định trước khi xa ra mỗi trường [5] Nguồn nước bổ cập bù cho

lượng nước thải được thu gom là nước từ các hỗ tự nhiên, nước mưa Việc khôi phụcsông hoàn thành năm 1986 [5].

[Niue vậy, lịch sử hệ thống thoát nước cho thấy nước thải chỉ được thu gom xử lý khi đô

thí đã tương đổi phát triển, nước thải gây 6 nhiễm, tác động đến cuộc sông con người:

hệ sing cổng chưng hầu hết được xây dựng tại các khu dân cư cũ trong khi cổng riêng

chỉ được xây dựng tại các khu đô thị mới phát trién và hệ thống cổng chung vẫn song

hành tại các đô thị cho đến ngày nay, trừ trường hợp sông Singapore là có chính sich

nhà ở song song với việc cải ạo đồng bộ trên điện rộng hệ thống thoát nước 1.22 Tại Việt Nam và hen vực sông Cầu Bây

Lịch sử hệ thống thoát nước Việt Nam, cụ thé là thành phổ Hà Nội din ra hầu như tương tự với thể giới Hệ thống thoát nước Hà Nội trước đây hầu hết chỉ được tìm thấy trong

các tài liệu lich sử hoặc trong các tác phẩm văn chương Tuy nhiên hình ảnh của tải liệu

khảo cổ cũng cho thấy hệ thống thoát nước Ha Nội được xây dựng dựa trên nguyên mẫu,‘ea thành phố Paris được xây dựng từ những năm 1800 ~ là hệ thống thoát nước chung

cho nước mưa và nước thai sinh hoạt, Các nghiên cứu, để án về thoát nước Ha Nội trongthời gian gin đây như sau:

"Nghiên cứu Quy hoạch tổng thể Thoát nước Hà Nội” (QHTT 1995) được thực

hiện theo chương trinh của Cơ quan Hợp tác Quốc tế Nhật Bản (IICA) năm 1995,

‘The ngày 07/8/1995 [15] QUTT 1995 chỉ dé cập đến khu vực nội thành mà.

không dé cập đến khu vue Long Biên ~ Gia Lam;

“Digu chỉnh Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020” (QHTT 1998) là

cquy hoạch tổng thé phát triển toản điện khu vực đô thi, trong đó không chỉ chú.

trọng phát triển hệ thống thoát nước mi còn bao gồm cả quy hoạch sử dụng đắt, dar báo dân số và kế hoạch phát trién toàn điện cơ sở hạ ting "Điễu chỉnh Quy

hoạch chung Thủ đô Ha Nội đến năm 2020" do UBND Thành phố và Bộ Xây

20/6/1998 Bản quy hoạch này để xuất hệ thống thu gom.ig cho khu vực Long Biên „ Gia Lâm Tuy nhiên ý tưởng quy hoạch này haynhư chưa được thực hiện và nay đã được thay thể bởi bản quy hoạch khác:

"Chương trình phát triển đô thị toàn diện tại Thủ đô Hà Nội” (Nghiên cứu

HAIDEP) cũng là một quy hoạch tổng thể toàn điện do JICA lập năm 2007.

Nghiên cứu này bao gồm nhiều quy hoạch cơ sở hạ ting, trong đó có quy hoạch

đến khuthoát nước mưa và thoát nước thải [I6], Nghiên cứu này không,

vực Long Biên, Gia Lâm;

Quy boạch thoát nước Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 205

(QHTNHN 2013) đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số

725/QD-TTự ngày 10/5/2013 trong đó quy hoạch các lưu vực thu gom cùng với

‘quy mô dân số, diện tích; vị tí và diện tích các Nhà máy XLNT tương ứng chotừng lưu vực [2] Theo quy hoạch này thì hệ thông cổng cho lưu vực sông CluBây được phát tricơ sở hệ thống cổng chung Những khu vực đô thị mới

sẽ phải xây dựng hệ thông ự, theo đồ lưu vực Cầu Bay sẽ là hệ hông cổng hỗn hợp;

Quy chuẩn QCVN 07:2010/BXD quy định việc lựa chọn hệ thống thoát nước đô.

thị (chung, riêng hoàn toàn, nữa riêng, riêng không hoàn chỉnh, hệ thống thoát

nước hỗn hợp, hệ thống thoát nước don giản hay giản lược, hệ thống thoát nước

<4 lắng cặn, hệ théng thoát nước chân không) phải căn cứ vào điều kiện tự nhiên,

kinhxã hội và môi trường cụ thé của từng địa phương Như vậy, Việt Nam

chưa có quy định bắt buộc áp dụng loại cổng thu gom Tuy nhiên, trong thực tế việc thiết kế hệ théng cổng chung cho các khu đô thị mới hầu như không thé vì

l6

khó khăn trong công tác phê duyệt, do đó hầu hết các đồ thị mới đều phải xây

amg hệ thống cổng riêng

“Thực t tại Việt Nam nói chung, Hà Nội nồi riêng, giải pháp thu gom nước thải xử lý ô

nhiễm các con sông thoát nước đô thi trơng tự như thành phổ Seoul nơi phn lớn là hệ

thống thu gom chung được giữa nguyên hiện trang, chỉ xây dựng mới hệ thống công bao hai bên bờ sông và ác giếng tách Tại thành phố Hồ Chi Minh, hệ thống cổng bao kênh

"Đôi ~ kênh Tẻ đã được hoàn thành, nước thải đang được thu gom về Nhà máy XLNT

Bình Hưng để xử lý Nuc

các cổng chung hiện trang với cổng bao xây dựng mới qua các giếng tách CSO Các thai lưu vực kênh Đôi ~ Tẻ được thu gom bằng cách đâu nỗi kênh nhánh, bao gồm cả đoạn kênh đầu nguồn được cổng hóa (biển kênh hở thành công nước thải thu gom chung) [17] Vì chế độ thủy triều, nên tại các giếng tách có các van I chiều để tránh nước sông khi triều ding trin vào cống bao, và cũng vì chế độ thủy triều nên không cần phải giải pháp bổ cập nước cho sông sau khi thực hiện thu gom bing

cổng bao [17]

Giải pháp áp dụng tai kênh Đôi ~ Tẻ cũng được

khác ở thành phố Hồ Chí Minh Hệ thống cổng bao của kênh Nhiều Lộc ~ Thị Nghệ,

áp dụng cho các hệ thống kênh, rạch

hay Tau Hà - Bến Nghé, Tân Hóa ~ Lò Gốm đã được xây dựng, uy nhiên Nhà máy

XLNT chưa xây dựng nên nước thai thu gom được đang được din xả vào giãn sông Sai

Gon [18|, [19], [20] Phương án thu gom bằng công bao cũng được thực hiện cho dự án “Tham Lương ~ Bến Cát ~ Vim Thuật, tuy nhiền khác với trên, hệ thống tha gom cổng

bao dang được thực hiện song cùng với Nhà máy XLNT Tham Lương ~ Bến Cát [21]

“Tại Hà Nội, giải php cổng bao thu nước từ cổng chung hiện trang qua các CSO đang

được áp dung để thiết kế cho sông Tô Lịch (14.6km), sông Lit (I0km), nước thải thusom sẽ được xử lý ti nhà máy XLNT Yên Xá và nhà máy XLNT Phú Đô, Cúc dự án

này đang trong giai đoạn thiết ké và dự kiến khởi công vào năm 2016 [22] [23] Khác

với thành phố Hồ Chí Minh có thủy triều, không cin phải lắp các van một chiều cho các

là nước.

‘CSO tại Hà Nội Nước trong sông hiện nay vào thời tiết không mưa chủ yết

thải, không bị trộn Kin nước thủy triều như tai thành phố Hỗ Chí Minh Tương tự như

S6km, Kimsông Tô Lịch, Lit, giải pháp thu gom nước thải được áp dụng cho xông

thành năm 2012 nhưng hệ thống cống bao sông Sét và sông Kim Ngưu chưa xây đựng

nên nước thai được thu gom bằng đập chắn tại hạn ng lồn các con sông này [24]

“Các nhà mây XLNT khác dang vận hành tại Hà Nội chủ yêu là xử lý nước thải cho hệthẳng cổng chung Nhà máy XLNT Hỗ Tây xử lý nước thả được thu gom cho lưu vực

xung quanh Hồ Tây và mương Thụy Khê [25]; nhả máy XLNT Bảy Mẫu cho lưu vực hỗ Bay Mẫu [26]: nhà máy XLNT Bắc Thăng Long ~ Vân Trì hiện tiếp nhận nước thải

sinh hoạt từ KCN Thăng Long, một phần thu nước thải của khu vực xã Hai Bồi, ĐôngAnh: nhà may XLNT Kim Liên cho khu vực hỗ Kim Liên, Trúc Bạch cho lưu vực hồ“Trúc Bach [22], [23].

“Tương tự như Ha Nội và thành phố Hỗ Chi Minh, hầu hết hệ thống thu gom cho các nhà

mây XLNT tai các đô thị của các tỉnh, thành phố khác đều là hệ thống cổng chung, trừ

thành phổ Buôn Mê Thuật (Đắc Lắc) hẳu hết là công tiếng Một số hệ thống thu gom khác như hệ thống thu gom cho nhà máy XLNT Thủ Dầu Một (Binh Dương), Da Lạt

(Lâm Đồng) được thiết ké là hệ thống thu gom riêng nhưng trong thực tế là hỗn hợp.

[Niu vậy, giải pháp hủ gom nước thải của Việt Nam về cơ bản là cổng chung hoặc hỗn

hợp Trong tương lai khi đô thị phát iển, ỷ lệ nước tải thủ gom riêng sẽ tăng dẫn do

đó có sự biển đôi của nồng độ các thông số ô nhiễm Một thực tế là mặc dù có một số

khu đô thi, hay khu công nghiệp đã có hệ thông công riêng nhưng nước thải sau đó lại

duge đầu nối vào hệ thống thoát nước chung của đồ thị, nên e\ là hệ thống

cổng chung [22]

1.3 Các thông số 6 nhiễm chủ yếu, các quy định về chất lượng môi trường.

1.3.1 Các thông sốô nhiễm chú yấu trong nước thải đô thị về của nước thải lưu vực sông Cầu Bây

Co rit nhiều thông số ô nhiễm, Quy chuẩn QCVN 1

hoạt quy định 11 thông số; QCVN 40:201 1/BTNMT về nước thai công nghiệp quy định.

33 thông số tổ hợp 2 quy chun 1837 thông số [27], [28] Tuy nhiên, ủy ừng loại nước2008/BTNMT về nước thai sinh

thải ma có các thông số 6 nhiễm khác nhau Mặt khác, một số thông số có liên quan với

nhau, khi xử lý được thông số này thì thông số khác cũng được xử lý đồng thời

(Qua khảo sắt và các nguồn tham khảo, nước thải của lưu vục sông Cầu Bây nồi ring,

các đô thị Việt Nam nói chung bao gồm [15], [16] [29] [30]

"Nước thả sinh hoại từ các hộ gia đình, cơ sở dịch vụ, nhà vệ sinh các cơ sở côngnghiệp:

"Nước thải từ các cơ sở giết mổ gia súc, gia cằm; nước vệ sinh; nước thải từ khủ vực mua bắn thủy sản, rau và nhiễu loại thực phẩm khắc ti cá chợ truyền thông

hoặc các cơ sở git mỗ tập trung:

Nước rỉ ắc từ các thủng chứa rác tạm thời, trong quá trình tap kết, vận chuyển

xử lý thường bằng chôn lắp phát sinh nước ri rác

Tước thi công nghiệp từ các cơ sở sản xuất ở quy mô hộ gia đình, ling nghề,

nhà máy, hoặc các khu cụm công nghiệp Mới chỉ một phin nước thải từ các nhà

máy, khu cụm công nghiệp có các cơ sở xử lý cục bộ, còn lại dang xa chung với

nước thải sinh hoạt;

Nước từ quá trình tưới tiêu, canh tác nông nghiệp kéo theo các chất ô nhiễm từ

nặt các khu cạnhquá trình canh tác cũng như trên bi

Nước mưa chảy tran cuỗn theo chất 6 nhiễm trên bề mặt dit

Nước tải sinh hoạt thường là thành phin chính rong nước thải đô thị, Chất 6 nhiễm chủ yếu của nước thải đô thị cơ bản là chất ð nhiễm chủ yêu của nước thải sinh hoạt đã duge tổng kết, nêu ra trong nhiều tả liệu nhưng cơ bản được phân loại thành các nhóm

như sau [31], [32], [33], [34] [35] [36]

Chit 6 nhiễm hữu co, được xác định bằng thông số nhu cầu oxy sinh học (BOD),

nhu cầu oxy hóa học (COD).

Nito, được xác định bằng thông số tổng Nito (TN), amonia (NHI*-N(NOs-N), Nitit (NO;-N), Ni hữu cơ (Nay);

Hợp chất của Phốt pho, thường được xác định bằng thông số tổng P (TP):

"Ngoài các thành phần 6 nhiễm có trong nước hải sinh hoạt, cắc nguồn nước thải

Các chất hữu cơ khó phân hủy

phân hủy [31] Minh hoa các chất 6 nhiễm chủ yêu tương ứng từng loi nước thải

như Hình 1-3.

Đối với nước thải lưu vực sông Cầu Bây, BOD được xác định là BOD sau 5 ngày (BOD¿) Sau 21 ngày, hiu hết các chất ô nhiễm hữu cơ là có thé phân hủy sinh học sẽ

được phân hủy hoàn toàn, do đó BOD xác định trong 21 ngày (BOD) còn gọi là BOD

toản phần Trong nước thải thường có các chất hữu cơ không phân hủy sinh học được

do dé BOD: < COD [37] Dé xác định thông số BOD tổng cộng cẩn thời gian dài, do

đó giá trị BOD đo trong 5 ngày (BOD), 7 ngày (BOD;) được sử dung vi thời gian xác

định nhanh BODs lần đầu tiên được sử dung năm 1908 bởi Hội đồng Hoàng gia về 6 nhiễm sông (Anh) và Hội đồng Hoàng gia về cổng nước thải (Anh), có giá trị tương đương khoảng 60+70% BOD tổng cộng Thời gian 5 ngày ban đầu được lựa chọn vi đô

là thời gian tối da để tiếp cận các con sông [38]

COD, BODS TN,NH4N, SS,TDS Vi sinh gây TP POP: Kim loại Hỏa chit deNội Nia Pea ng da ht

Hình 1-3 Thanh phan các chất 6 nhiễm chủ yếu trong các nguồn nước thải

"Ni trong nước thải tổn tai đưới dạng hợp chất amoniae (được xác định quy về nồng độ N, thông số NH¿*-N), NOs (gdm NOx, NOz), N hữu cơ (Nic) NHN trong nước thai

sinh hoạt chiếm hơn 60%, nước rỉ rác chiếm hơn 90%, nước từ quả trình giết mỗ gia

súc, chia cằm chiếm hơn 80%; còn lại chủ yêu là Nic Có rất ít hoặc hẳu như không có

NO, trong nước thải chưa xử lý vì bản thân nó chứa nhiều chất hữu co, luôn có sẵn vi

20

sinh vật và thường luôn ở điều kiện thiểu oxy (DO thấp), khi có NO, lp tức diễn ra quá

trình thiểu khí và do đó NO, bị phân hủy thành khí No thoát ra khỏi nước thi 39], [33],

136] Thường thì đối với nước thải chưa xử lý TN tương đương tong của NHy'-N và Noe; cồn đối với nước thải sau xử ý thì TN tương đương với tổng của NHi*-N và Nic và NO,

Mặt khác, khi thông số TN, NHL-N trong nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn, tiêu chuẳn

theo quy định thi thi thông số NÓ cũng đạt quy chuẩn, tiêu chuẳn v giới hạntối da cho

phép của NO: cao hon so với TN; trong khi NO», Nic không quy định trong các quy.hua êu chuỗn Do đó, đổi với N, các thông số được nghiên cứu là TN và NHy'-N

Thuật ngữ các chất hữu cơ 6 nhiễm khó phân hủy (Persistent Organic Pollutants, POP)

được công nhận trong Công ước Stockholm, ký kết từ ngày 22/05/2001 với sự tham gia

của nhiều nước trên thé giới [40] Việt Nam phê chuẩn Công ước Stockholm ngày

22/07/2002 và là thành viên tham gia thứ 14 Mặc dù là chất khó phản hủy nhưng một tý lệ nhất ịnh chit POP bị phân hủy bởi qu tình sin học to ra chất POP mới hoặc

các thành phần không độc hại: một phi

Các chất POP điển hình là Dioxin, Furan, PCB, PBDE là các chất POP có nguồn gốc

phát sinh chủ yếu do hoạt động công nghiệp, thuốc bảo vệ thực vật ding trong nônglắng đọng theo bùn của quá trình xử lý [41]

nghiệp Trong các chất POP, PCB là chất độc hại và có dư lượng nhiều nhất nên được.

‘quy định trong quy chuẩn, tiêu chuẩn thải nước của rit nhiễu quốc gia như My, châu

ÂU, m POP nói chung, PCBingapore, An Độ Các nghiên cứu chỉ ra rõ mức độ 6 nhỉ ng cao hơn ở khu vực đô thị và thập hơn ở khu vực nông thôn chục đến hàng trim

POP thì

lẫn [42] Tại Việt Nam, trong các

‘quy chuẩn Việt Nam từ năm 2009 tại QCVN 24:2009/BTNMT [43], và hiện nay là các

'QCVN 40:2011/BTNMT [28] và QCTĐHN 02:2014/BTNMT [44] Trong khi các chất

.ô nhiễm khác từ nước thải công nghiệp như kim loại nặng, dẫu mỡ, các hóa chất độc hại

hi mới có PCB được quy định trong các

Khác được xử lý trơng đối iệt dB vì các công nghệ sẵn có có thé xử ý được, trong khi

đồ PCB trong nước thải là chất mới được quy định trong QCVN và chưa có công nghệ

xử lý hiệu quả

“Trong 2 thông số về chất rắn TS, TDS thi SS là quan trọng nhất (38) Thông số này liênquan chặt ch với mọi quá tình xửlý sinh họ vi bt cử quá tỉnh sinh học nào cũng đềuphải có bước tách SS ra khỏi nước thai ở bước cuối cùng của xử lý.

Coliform, kim loại năng, hỏa chit độc hại luôn được xử lý bằng các qué trình độc lập

với quá trình sinh học (khử tring, hóa chit) Riêng kim loại năng, hóa chất độc hại

thường chỉ cổ trong nước thi công nghiệp mà bắt buộc các cơ sử công nghiệp phải xử lý trước khi đầu nối vào hệ thing thoát nước đô thị hay xã ra môi trường Tuy nhiễn,

phạm vi của luận án nảy không nghiên cứu thông số coliform kim loại nặng, hóa chất

độc hại mã chỉ nghiên cứa các chit ô nhiễm chủ yếu iên quan đến quá tình xử lý sinh

học của nước thai đồng thời có quy định về giới hạn tối đa trong nước thải sau xử lý tại

các quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam,

Như vậy, các thông số 6 nhiễm chủ yếu được nghiên cứu trong luận án này là COD,

BODs, SS, NH.*-N, TN, TP, PCB.

1.3.2 Các quy định chất lượng nước và trầm tích sông, nước thải, bàn thải

Luật Bao vệ Môi trường số 55/2014/Q1113 quy định chất lượng nước, trim tích phải

.được theo dõi, đánh giá; nước thái phải được thu gom, xử lý đám báo quy chuẩn kỹ thuật

môi trường [45] Tại Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 cũng quy định các hoạt động xây.

‘dung phải tuân thi các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, rong khi các tiêu chuẩn được áp dung theo nguyên tắc tự nguyện, trữ các tiêu chuẩn được viện din trong quy chuẩn kỹ

thuật hoặc văn bản quy phạm pháp luật khác có liên quan [46] Việt Nam đã xây dựng

“các bộ quy chuẩn về chất hượng nước, trầm tích sông, nước thải Tuy nhiên, đối với từng

iu chuẩn Mỗi quy

trường hợp cụ thé thường phải áp dụng đồng thời nhiễu quy chu

ghuẫn, tiêu chun lại có các mức áp dụng khắc nhau Do đó, đối với mỗi đối tượng cụ thể lun phải xây đựng một bộ các thông số và giới hạ tối đa dip ứng các quy định liên quan - sau đây gọi là quy chuẩn cho phép (QCCP).

13.2.1 Chất lượng nước sông

“ie quy chuẩn Việt Nam quy định chất lượng nước các cơn sông gồm QCVN 082008/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chit lượng nước mặt 47]: QCVN 382011/BTNMT: Quy chuẳn kỹ thuật quốc gia v8 chất lượng nước mặt bio vệ đời ống

thủy sinh [48]; QCVN 39:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng

4 [49] QCCP đổi chất lượng nước sông Cầu Bây phải đạt đồng

nước diing cho tướ

thời các QCVN này, cụ thể như Bảng 1-1 QCCP quy định cho hầu hết các thông số chủ yéu COD, BODs S8, NHN, TP; không quy định đối với thông số TN, PCB

Bang 1-1, Quy chuẩn cho phép đối với nước sông Cầu Bây

“Chỉ có 1 quy chuẩn Việt Nam là QCVN 43:2012/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (50) Trang số các thông số chủ yêu, QCVN 432012/BTNMT

về chất lượng trim tí

củi quy định thông số tổng PCB, giới hạn tối đa tong rằm tích sông Cầu Bay (ương

ứng với giới ban trăm tích nước ngọD là 277 ah

1.3.2.3 Chất lượng nước thấi sau xử lý

“Các quy chuẩn Việt Nam về nước thải gồm QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật

“Quốc gia về nước thải sinh hoạt [27]; QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc sia về nước thải sông nghiệp [28]: QCVN 28:2010/BTNMT: Quy chun kỹ thuật quốc gia về nước thi y tế [51]: QCVN 25:2009/ETNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia vé nước thai của bai chôn lấp chất thải rắn [52] D6i với địa bản Thủ đô Hà Nội thì áp dụng QCVN

(02:2014/BTNMT là Quy chuẩn kỹ thuật về nước thải công nghiệp trên địa bàn thủ đỏ Hà

Nội [44] thay cho QCVN 40-2011/BTNMT Giá trị giới hạn tố da cho phép trong QCVN

08:2014/BTNMT lương đương QCVN 40-2011/BTNMT, chỉ khá là QCVN

(02:2014/BTNMT quy định cụ thể Ky (hệ số nguồn thả), Ke (hệ số nguồn tiếp nhận) cho

từng nguồn tp nhận trê địa bản thủ đồ Ha Nội Các QCVN này cỏ bai múc giới hạn cộtA (khi nạ tiếp nhận ding mục đích cho nước cấp sinh hoạt và cột B (nguồn khác)

“Trước ngày 1/1/2015, đặc biệt là trước khi có QCVN (trước năm 2008), nước thải sau1002.xử lý của các nhà my XLNT tập trung chủ yếu được thit kể theo TCVN 72

“TCVN 7222:2002 không phải là quy dinh cho nước thải sau sử lý phù hợp với nguồn

tấp nhân, chi li quy định đối với các cắp xử lý trong dãy chuyén công nghệ của nhà

máy XLNT [53]

Đối chiếu các quy định thì guy chuẩn cho phép (QCCP) đối với nước thải sau xử lý của

lưu vực sông Cầu Bây như cột (5) Bảng 1-2 QCCP này tương đương cột A của QCVN03:2014/BTNMT (cũng tương dương QCVN 40-201 1/BTNMT) với k=09; đồng thời đạt cột A của các QCVN I4:2008/BTNMT, QCVN 28:2010/BTNM.

'QCVN 25:2009/BTNMT và đạt mức 2 của TCVN 7222:2002 — là mức nhà máy XLNT

số ky=

có xử ý thứ cấp

Bang 1-2 Quy chuẩn cho phép đối với nước thai sau xử lý của lưu vực sông Cầu Bay (QCVN 02:2014/BTNMT_ QCCP đối với nước thải lưu vực TT Thôngsố CộtA —— sông Cầu Bây (đã tinh hệ số kạ,k)

Một số nước, rong đó có Việt Nam, QCCP quy định giá tị giới hạn ning độ ti đa, trong Khi một số nước khác quy định giá tr trang bình, cô nghĩa một số thời điểm có thé cao hơn giá tr giới han Trong hẳu hết các quy chuẩn, tiêu chuẳn hầu như đều quy định các thông số BOD., COD, SS, Gi

càng khit khe hơn Vào những năm 1970, chính phi Ue đã tiền phong thúc diy nghiên

day, các thông số N, P được bỏ sung và quy định ngày

cứu các công nghệ dé tăng cường xử lý được N, P nhằm tăng chất lượng nước thải sau xử

ý, và một trong những công nghệ mới ra đời trong bồi cảnh này là công nghệ SBR [54Tiêu chuẩn Châu Âu (European Directive 91/217/CEE) quy định BOD (không oxy hóaN)là25mgl, COD 125mg ác thông số còn lại phụ thuộc dân ổ, trường hợp hơn 10,000người (tương đương khoảng 2.000 + 3.000mŸngày) thì SS là 35mg, TP Img, TN

10mg/l [55] Trừ COD, các thông số khắt khe hơn QCCP Việt Nam.

4

Quy định của cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỹ (US.EPA) năm 1972 quy định BODs,SS trung bình trong 30 ngày là 30mg/l, trung bình 7 ngày là 4Smg/L Các thông số N, P

được quy định phụ thuộc nguôn tiếp nhận và do các bang quy định Ví dụ việc xử lý TN la bắt buộc đối với khu ve ngỡ hồ, bang Florida [3], 56], nước thi công nghiệp phải

xử ý và không được xả vào hệ thống tha gom nước thải đô thị 57]

Tai các nước dang phất iển như Hin Quốc quy định BOD là 20mgf, COD 40mg,

$8 20mg/ kh khe hơn QCCP Việt Nam cột A tong khi đó TN là Omg, TP mg [13] ngược lai không khắt khe bing QCCP Việt Nam cật B.

Tai An Độ, đến thing 5/2015 thậm chí còn chưa quy định TN, chỉ quy định COD là

250mng/1, BODs 20mg/l, SS 30mg/1, đáng lưu ý la giới hạn cho phép của COD rất cao,

không khit khe như Việt Nam; trong khi đồ BODs và SS khắt khe hơn Từ tháng 5/1015,

Ấn Độ áp dụng quy định mới trong đó quy định khắt khe hơn COD là SOmg/l, BODs

l0mgl, SS 20mg/1, NHIfing thời quy định thêm thông số ‘Smg/, TN 10mg],

không quy định TP Các bang có quy định khác nhau nhưng tối da không được vượt quy.định của chính phủ Liên bang [58], [59] [60] Từ tháng 5/2015 thì tt cả các thông số

khit khe hơn QCCP Việt Nam.

Mỗi quốc gia quy định các thông số và gid trị giới hạn tương ứng khác nhau, tuy nhiên,

xu hướng chung là TN, TP đang được quy định ngày cảng khit khe hon.

1.32.4 Chất lượng bùn thải từ quá trình xử lý nước thải

“Chỉ có một Quy chuẳn Việt Nam QCVN 50:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Qué gia về ngưỡng nguy hại đối với bùn thai từ quá tình xử lý nước [61] QCVN

5022013/BTNMT không quy định thông số nào thuộc các thông số 6 nhiễm chủ yếu của

sông Cầu Bây.

1.4 Đặc tính chung cũa nước thải đô thị, đặc thù tại Việt Nam

1.4.1 Đặc tính chung của nước thải đổ thị

Lịch sử nghiên cứu nước thai đô thị có hơn 100 năm nay Một trong những nghiên cứu

dau tiên về nước thai dé thị được biết đến là nghiên cứu bởi Dupre và Dibdin vào năm

1884 phit hiện ring "sục khí vào nước thải có ảnh hưởng đến nước thi” Dù phát hiện

mới chỉ cho kết quả “ảnh hưởng rit nhỏ”, tuy nhiên đã mở ra ky nguyên mối cho xữ

lý nước thải đồ thị bằng phương pháp sinh học, Năm 1914, nghiên cứu đầu tiên về

dạng phản ứng theo mé (ma sau này được phát triển là SBR) đồng thời với khái niệm 'bùn hoạt tính" được đưa ra |54] [62] Nhà máy XLNT dau tiên được biết đến là hệ thống 300m3/ngày tại Salford, Anh được xây dựng vào năm 1914 ở quy mô thử nghiệm.

Nước thai sinh hoạt là thành phần chính của nước thải đô thị Nong độ các thông số 6

nhiễm trong nước thải sinh hoạt khác nhau giữa các quốc gia, tuy nhiên dựa vào khoảng,nồng độ có thé phân loại được Một trong những phân loại diễn hình đối với nước thải

sinh hoạt theo 4 mức như Bang 1-3 [39], và theo 3 mức như Bảng 1-4 [38] Bảng 1-3

và Bảng 1-4 cho thấy có sự khác nhau tương đối lớn về khoảng nông độ và tỷ lệ giữa

các thông số 6 nhiễm Tải lượng 6 nhiễm trong nước thải sinh hoạt của các nước và ccủa Hà Nội như Bảng 1-5 cho thấy có sự khác nhau giữa các nước Tải lượng khác

nhau, suất ding nước khác nhau dẫn đến nồng độ các thông số trong nước thải sinh

hoạt khác nhau.

Bang 1-3 Phân loại 4 mức theo độ đậm đặc của nước thai sinh hoạt

TT Thông số Ritloing _Loing Vừaphải Đặc

"Đặc tính của nước thải đô thị cảng đa dang hơn do phương thức thu gom khác nhau, đặc

biệt là thụ gom chung khi nước thải sinh hoạt được thu gom cùng với cúc nguồn nước thải khác, bao gồm cả nước mưa lúc thời tiết mưa) Các giá tị điển hình của nước th

thu gom chung so sánh với nước mưa chảy trin và nước thải sinh hoạt như Bảng 1-6.

6