đánh giá hiệu quả hoạt động của một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị ở việt nam và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả hoạt động

LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Nguyễn Thị Thùy Trang Học viên lớp: 19 MT Ngành: Khoa học Môi trường Trường: Đại học Thủy Lợi Tôi xin cam đoan quyển luận văn này được chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đặng Thị Thanh Huyền và TS. Bùi Quốc Lập với đề tài nghiên cứu trong luận văn “Đánh giá hiệu quả hoạt động của một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị ở Việt Nam và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả hoạt động”. Đây là đề tài nghiên cứu mới, không giống với các đề tài luận văn nào trước đây, do đó không có sự sao chép của bất kì luận văn nào. Nội dung của luận văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn tài liệu, tư liệu nghiên cứu và sử dụng trong luận văn đều được trích dẫn nguồn. Nếu xảy ra vấn đề gì với nội dung luận văn này, tác giả xin chịu hoàn toàn trách nhiệm theo quy định./. NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Nguyễn Thị Thùy Trang LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thực hiện, luận văn tốt nghiệp thạc sỹ của tác giả với đề tài “ Đánh giá hiệu quả hoạt động của một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị ở Việt Nam và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả hoạt động” đã được hoàn thành. Có được kết quả nghiên cứu này, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình và cụ thể của TS. Đặng Thị Thanh Huyền - Bộ môn Cấp thoát nước - Viện Khoa học và Kỹ thuật môi trường - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội và TS. Bùi Quốc Lập - Bộ môn Quản lý môi trường - Khoa Khoa học Môi trường - Trường Đại học Thủy Lợi. Bên cạnh đó, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong trường Đại học Thủy Lợi, Đại học Xây Dựng và các bạn bè, đồng nghiệp. Sự giúp đỡ và động viên này đã khích lệ tác giả rất lớn trong quá trình hoàn thành luận văn. Do kiến thức của tác giả còn nhiều hạn chế và trong điều kiện nghiên cứu còn nhiều thiếu thốn nên bản luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả kính mong được các giáo sư, tiến sỹ, các chuyên gia và các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để bản luận văn có chất lượng cao nhất. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi, phòng Đào tạo ĐH và sau ĐH, cùng các thầy cô giáo đã giảng dạy và hướng dẫn trong suốt quá trình học tập tại trường. Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đặng Thị Thanh Huyền, TS Bùi Quốc Lập và các thầy cô giáo đã tận tình giúp đỡ tác giả hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này. Chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2013 Tác giả Nguyễn Thị Thùy Trang MỤC LỤC 33TMỞ ĐẦU33T 1 33TCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM 3 33T1.1. Nước thải sinh hoạt đô thị và tác động của nó đến môi trường và con người 33T 3 33T1.1.1. Giới thiệu chung về nước thải sinh hoạt đô thị33T 3 33T1.1.2. Tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường và con người33T 5 33T1.2. Phương thức xử lý nước thải đô thị ở Việt Nam33T 8 33T1.2.1. Xử lý nước thải phân tán. 8 33T1.2.2. Xử lý nước thải tập trung. 10 33T1.3. Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đang được áp dụng ở Việt Nam 33T 12 33T1.3.1. Xử lý nước thải bằng bể tự hoại 12 33T1.3.2. Xử lý nước thải bằng công nghệ JOHKASOU 15 33T1.3.3. Xử lý nước thải bằng công nghệ AAO 17 33T1.3.4. Xử lý nước thải bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt 18 33T1.3.5. Xử lý nước thải bằng mương oxy hoá 20 33T1.3.6. Xử lý nước thải bằng bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước (Bể Bioten) 21 33T1.3.7. Xử lý nước thải bằng bể SBR 23 33T1.4. Các tiêu chí đánh giá để đánh giá công nghệ xử lý nước thải33T 28 33T1.4.1. Nhóm tiêu chí kỹ thuật 29 33T1.4.2. Nhóm tiêu chí về môi trường 29 33T1.4.3. Nhóm tiêu chí về kinh tế 30 33T1.4.4. Nhóm tiêu chí xã hội 30 33TCHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐIỂN HÌNH 36 33T2.1. Trạm xử lý nước thải Kim Liên33T 36 33T2.1.1. Thông tin chung về trạm XLNT Kim Liên 36 33T2.1.2. Đánh giá hiệu quả xử lý và vận hành 36 33T2.2. Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở33T 50 33T2.2.1. Thông tin chung về nhà máy về NMXLNT Yên Sở 50 33T2.2.2. Đánh giá hiệu quả xử lý và vận hành 51 33T2.3. Nhà máy xử lý nước thải Bắc Giang33T 68 33T2.3.1. Thông tin chung về nhà máy về NMXLNT Bắc Giang 68 33T2.3.2. Đánh giá hiệu quả xử lý và vận hành 69 33T2.4. Đánh giá hiệu quả xử lý của các công nghệ theo tiêu chí33T 80 33T2.5. Kết luận chương 233T 81 33TCHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC NHÀ MÁY XLNT SINH HOẠT 84 33T3.1. Giải pháp phi kỹ thuật33T 84 33T3.1.1. Nâng cao nghiệp vụ cho cán bộ kỹ thuật quản lý và vận hành nhà máy 33T85 33T3.1.2. Đổi mới phương pháp quản lý nhà nước đối với các trạm xử lý nước thải 87 33T3.2. Giải pháp kỹ thuật33T 89 33T3.2.1. Đánh giá chất lượng nước đầu chính xác trước khi thiết kế dây chuyền công nghệ 91 33T3.2.2. Điều chỉnh dây chuyền công nghệ để tăng cường việc tái sử dụng năng lượng 92 33T3.2.3. Nâng cao năng lực theo dõi, quan trắc chất lượng nước xử lý 93 33T3.3. Kết luận chương 333T 94 33TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ33T 95 33T1. Kết luận33T 95 33T2. Kiến nghị33T 95 33TTÀI LIỆU THAM KHẢO33T 97 33TPHỤ LỤC33T 99 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nguyên gốc 1 A2O Bể kị khí, bể hiếm khí, bể sục khí 2 BOD Nhu cầu ôxy sinh học 3 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường 4 BXD Bộ xây dựng 5 COD Nhu cầu ôxy hóa học 6 D Đường kính 7 DO Oxy hòa tan 8 HTTN Hệ thống thoát nước 9 LCR Lưới chắn rác 10 N Nitơ 11 NM Nhà máy 12 OCO Mương ôxy hóa 13 P Photpho 14 QCXDVN Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam 15 SBR Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactors) 16 SS Chất rắn lơ lửng 17 T-N Tổng Nitơ 18 T-P Tổng Photpho 19 TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên 20 VLL Vật liệu lọc 21 VSV Vi sinh vật 22 VNĐ Đồng Việt Nam 23 XLNT Xử lý nước thải DANH MỤC HÌNH VẼ 33THình 1.1: Một số hình ảnh về các nhà máy XLNT ở Việt Nam (Nguyễn Việt Anh, 2013) 33T 12 33THình 1.2: Bể tự hoại 2 ngăn33T 13 33THình 1.3: Bể tự hoại cải tiến BASTAF33T 15 33THình 1.4: Cấu tạo và chức năng hoạt động: JKS cải tiến gồm có 5 ngăn (bể) chính33T 16 33THình 1.5: Sơ đồ XLNT bằng công nghệ AAO33T 17 33THình 1.6: Sơ đồ công nghệ sử dụng bể lọc sinh học nhỏ giọt33T 19 33THình 1.7: Sơ đồ công nghệ sử dụng mương oxy hóa33T 20 33THình 1.8: Sơ đồ công nghệ sử dụng bể lọc bioten33T 22 33THình 1.9: Các quá trình vận hành bể SBR33T 24 33THình 1.10: Sơ đồ dây chuyền công nghệ SBR truyền thống33T 24 33THình 1.11: Dây chuyền xử lý Nhà máy xử lí nước thải Hạ Long-7.500m3/ngđ33T 25 33THình 1.12: Sơ đồ dây chuyền công nghệ SBR cải tiến33T 26 33THình 1.13: Mặt cắt ngăn selector trong bể SBR cải tiến33T 26 33THình 2.1: Sơ đồ công nghệ loại bỏ chất dinh dưỡng của trạm XLNT Kim Liên33T 39 33THình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động trạm XLNT Kim Liên33T 40 33THình 2.3: Một số hình ảnh của trạm XLNT Kim Liên33T 44 33THình 2.4: Kết quả phân tích mẫu nước trại trạm XLNT Kim Liên33T 47 33THình 2.5: Khu vực thu nước đầu vào tại NMXLNT Yên Sở33T 52 33THình 2.6: Sơ đồ quy trình xử lý Nhà máy XLNT Yên Sở33T 55 33THình 2.7: Khu xử lý nước và bùn tại NMXLNT Yên Sở33T 59 33THình 2.8: Hiệu quả xử lý BODR 5 RNMXLNT Yên Sở33T 64 33THình 2.9: Hiệu quả xử lý COD NMXLNT Yên Sở33T 64 33THình 2.10: Hiệu quả xử lý cặn TSS NMXLNT Yên Sở33T 65 33THình 2.11: Hiệu quả xử lý cặn nitơ NMXLNT Yên Sở33T 66 33THình 2.12: Kết quả phân tích mẫu nước tại NMXLNT Yên Sở33T 66 33THình 2.13: Hình ảnh tổng thế nhà máy xử lý nước thải Bắc Giang33T 69 33THình 2.14: Một số hình ảnh NMXLNT Bắc Giang33T 73 33THình 2.15: Nồng độ COD ở đầu vào và đầu ra từ 2011 đến 201333T 75 33THình 2.16: Nồng độ COD ở đầu vào và đầu ra năm 2013 (Sau 3 năm hoạt động)33T 75 33THình 2.17: Hàm lượng N-NHR 3 R và N-NOR 3 R đầu ra năm 201133T 76 33THình 2.18: Hàm lượng Phosphorous đầu ra năm 201133T 76 33THình 2.19: Chất lượng nước thải tại nhà máy XLNT Bắc Giang tháng 5/201333T 77 33THình 2.20: Sơ đồ dây chuyền công nghệ có thể áp dụng cho mục đích tái sử dụng năng lượng 33T 93 DANH MỤC BẢNG BIỂU 33TBảng 1.1: Số lượng đô thị ở Việt Nam năm 201233T 3 33TBảng 1.2: Các bệnh lây lan qua đường nước thải sinh hoạt33T 8 33TBảng 1.3: Các nhà máy xử lý nước thải tập trung được vận hành ở Việt Nam33T 11 33TBảng 1.4: Đánh giá các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đô thị theo các tiêu chí 33T 31 33TBảng 2.1: Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế33T 37 33TBảng 2.2: Hóa chất sử dụng cho hệ thống XLNT trạm XLNT Kim Liên33T 46 33TBảng 2.3: Tính chất nước thải đầu vào, đầu ra trạm XLNT Kim Liên33T 46 33TBảng 2.4: Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế tại NMXLNT Yên Sở33T 53 33TBảng 2.5: Tiêu chuẩn xả thải của NMXLNT Yên Sở33T 53 33TBảng 2.6: Hóa chất sử dụng cho NMXLNT Yên Sở33T 62 33TBảng 2.7: Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế NMXLNT Bắc Giang33T 69 33TBảng 2.8: Đánh giá 21 tiêu chí của 3 công nghệ XLNT33T 80 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây “Môi trường và phát triển bền vững” là những vấn đề được nhiều nước và nhiều tổ chức quốc tế đặc biệt quan tâm. Ở một khía cạnh nào đó, để đảm bảo cho môi trường không bị suy thoái và phát triển một cách bền vững thì phải chú ý giải quyết vấn đề cung cấp nước sạch, thoát nước, xử lý nước thải vệ sinh môi trường một cách hợp lý nhất. Hiện nay, nước ta đang trên con đường phát triển, các khu dân cư đô thị mới và khu công nghiệp đang được quy hoạch và phát triển mạnh mẽ. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước. Hầu hết nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp chưa được xử lý hoặc không được xử lý triệt để nhưng vẫn xả trực tiếp vào môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt, nước ngầm, gây mất cảnh quan đô thị, tác động xấu đến điều kiện vệ sinh và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ cộng đồng và tác động tiêu cực tới nhịp độ phát triển kinh tế của cả nước. Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2005 đã nêu rõ: “Các đô thị và khu dân cư phải có hệ thống công trình thu gom, xử lý nước thải tập trung; hệ thống tiêu thoát nước mưa; hệ thống cơ sở thu gom, tập kết, xử lý, tái chế chất thải rắn,…” Thực hiện chủ trương chính sách của Đảng, Nhà nước, các cấp và các ngành liên quan đến bảo vệ môi trường đã có nhiều cố gắng trong việc kiểm soát ô nhiễm bằng nhiều biện pháp. Điển hình là xây dựng các công trình thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu đô thị lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, Bình Dương, Đồng Nai, Thành phố Hồ Chí Minh,… Tuy nhiên, các nhà máy xử lý đã xây dựng có công suất nhỏ và còn nhiều bất cập nên chưa đáp ứng được yêu cầu xử lý cho toàn thành phố. Vì vậy, đề tài tập trung “đánh giá hiệu quả hoạt động của các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả hoạt động” nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư, thiết kế và xây dựng cho các nhà máy xử lý mới là hết sức cấp thiết và có ý nghĩa khoa học, thực tiễn to lớn. 2. Mục đích của đề tài Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải sinh hoạt (hiệu quả xử lý và vận hành) của một số nhà máy xử lý nước thải ở nước ta căn cứ vào các tiêu chí đã được xác lập. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động vận hành các nhà máy xử lý nước thải. 3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 3.1. Phạm vi nghiên cứu Luận văn giới hạn trong phạm vi nghiên cứu một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị có công nghệ xử lý khác nhau ở Việt Nam. 3.2. Đối tượng nghiên cứu Tập trung vào một số nhà máy xử lý nước thải điển hình: • Trạm xử lý nước thải Kim Liên • Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở • Nhà máy xử lý nước thải Bắc Giang 4. Phương pháp nghiên cứu - Kế thừa, áp dụng có chọn lọc sản phẩm khoa học và công nghệ hiện có trên thế giới và trong nước. Kế thừa các nghiên cứu khoa học, các tạp chí khoa học liên quan tới các hệ thống XLNT ở nước ta. - Phương pháp điều tra tổng hợp - Phương pháp phân tích thống kê - Phương pháp chuyên gia - Phương pháp so sánh [...]... VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM 1.1 Nước thải sinh hoạt đô thị và tác động của nó đến môi trường và con người 1.1.1 Giới thiệu chung về nước thải sinh hoạt đô thị Nước thải sinh hoạt là nước đã được sử dụng cho các mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa, của các khu dân cư, công trình công cộng, cơ sở dịch vụ,… Như vậy, nước thải sinh hoạt được hình thành trong quá trình sinh hoạt. .. một số khu đô thị ở Việt Nam như khu đô thị mới Xuân Mai Hình 1.3: Bể tự hoại cải tiến BASTAF 1.3.2 Xử lý nước thải bằng công nghệ JOHKASOU Nguyên lý làm việc: Nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, nhà tắm, nhà bếp và máy giặt chảy vào hệ thống JOHKASOU Chỉ số BOD, Nitơ, Phốtpho trong nước thải phụ thuộc vào chất lượng cuộc sống và tính chất của cơ sở thải ra Thông thường nước thải sinh hoạt có chỉ số. .. (AP,FP,MP) / Nguồn: NHTG 2012 và Trần Đức Hạ, 2012/ 5,000 5,000 Chung Hình 1.1: Một số hình ảnh về các nhà máy XLNT ở Việt Nam (Nguyễn Việt Anh, 2013) 1.3 Giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đang được áp dụng ở Việt Nam 1.3.1 Xử lý nước thải bằng bể tự hoại Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bậc I (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện hai chức năng: lắng nước thải và lên men cặn lắng Bể... 1.2 Phương thức xử lý nước thải đô thị ở Việt Nam Hiện nay có hai xu hướng xử lý nước thải, đó là xử lý tập trung và xử lý phân tán Mỗi xu hướng đều có những ưu điểm riêng, tùy thuộc vào đặc điểm của từng địa phương mà có thể lựa chọn hình thức xử lý cho phù hợp 1.2.1 Xử lý nước thải phân tán Trong các đô thị lớn do khó khăn và không kinh tế trong việc xây dựng các tuyến cống thoát nước quá dài khi... yếu tố xã hội và thể chế cũng được quan tâm trong việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp Hiện nay, Việt Nam chưa có một hệ thống tiêu chí cụ thể để đánh giá tổng thể hệ thống xử lý nước thải nói chung, HTXL nước thải sinh hoạt đô thị nói riêng Mục tiêu cuối cùng của các hệ thống xử lý chất thải nói chung và xử lý nước thải nói riêng là giảm thiểu đến mức độ chấp nhận được các ảnh hưởng của chất ô nhiễm... trình xử lý tiếp theo (Bể xử lý sơ bộ) Bể xử lý sơ bộ ở đây chủ yếu đóng vai trò là bể lắng cát để tăng hiệu quả xử lý cho công trình xử lý sinh học Nước sau bể xử lý sơ bộ được dẫn vào bể điều hòa Bể điều hòa có chức năng điều hòa và dự trữ lưu lượng nước thải do bể SBR làm việc theo mẻ Sau đó bơm nước từ bể điều hòa vào bể SBR Trong bể diễn ra các quá trình xử lý sinh học, lắng, gạn và xả bùn Để ổn... 1.3.7 Xử lý nước thải bằng bể SBR Aroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR) là một dạng công trình xử lý sinh học nước thải bùn hoạt tính, trong đó tuần tự diễn ra các quá trình thổi khí, lắng bùn và gạn nước thải Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiểu của bể là 2 Nguyên lý làm việc: - Nước thải sau khi cho vài bể được trộn lẫn với bùn hoạt tính lưu lại từ trước - Hỗn hợp nước thải và bùn được... trọng Hiện nay, hầu hết nước thải sinh hoạt từ các hộ dân, cùng với nước thải tại các nhà máy, khu công nghiệp, bệnh viện, làng nghề, khu chăn nuôi gia súc, gia cầm ở đô thị đều xả trực tiếp vào hệ thống thoát nước mà không qua bất kỳ khâu xử lý nào Nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải ở các thành phố, là một nguyên nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm nước và vấn đề này có xu hướng càng... hơn các thiết bị xử lý nước thải truyền thống - Chi phí vận hành và bảo trì thấp, hiệu quả xử lý ổn định Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao Phạm vi áp dụng: ứng dụng cho các khu đô thị mới, khu dân cư, thị trấn, thị tứ.v.v Tại khu đô thị mới Mỹ Đình II – Hà Nội đã ứng dụng xử lý nước thải bằng công nghệ AAO 1.3.4 Xử lý nước thải bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt Nguyên lý làm việc: - Nước thải được thu gom... lụt, nước bẩn tràn lên đường phố, chảy vào các hộ gia đình, ảnh hưởng đến sức khoẻ, môi trường sống của người dân Các thành phố lớn đa phần chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung Hầu hết nước thải sinh hoạt từ các đô thị ở khu dân cư, nhà hàng; nước thải của các cơ sở y tế, cơ sở công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp quy mô nhỏ… chưa được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép đổ vào hệ thống sông ngòi Theo số . và TS. Bùi Quốc Lập với đề tài nghiên cứu trong luận văn Đánh giá hiệu quả hoạt động của một số nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị ở Việt Nam và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả. xử lý cho toàn thành phố. Vì vậy, đề tài tập trung đánh giá hiệu quả hoạt động của các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị và đề xuất biện pháp để nâng cao hiệu quả hoạt động nhằm nâng. nước thải sinh hoạt (hiệu quả xử lý và vận hành) của một số nhà máy xử lý nước thải ở nước ta căn cứ vào các tiêu chí đã được xác lập. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và phi kỹ thuật nhằm nâng