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 & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN PHƯƠNG QUÝ 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 Chuyên ngành: Môi trường Đất Nước Mã số: 62-85-02-05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2015 Công trình hoàn thành Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Vũ Đức Toàn Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Phương Mậu Phản biện 1: PGS.TS Trần Thị Việt Nga Phản biện 2: PGS.TS Từ Bình Minh Phản biện 3: PGS.TS Vũ Văn Hiểu Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường, họp phòng 123-A1, Trường Đại học Thủy lợi vào lúc 08 30 ngày 27 tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc Gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Cầu Bây sông đào dài 13km, kênh nhánh phía thượng lưu bắt nguồn từ phường Gia Thụy, Bồ Đề, Giang Biên, Việt Hưng thuộc quận Long Biên, Hà Nội; chảy qua quận Long Biên, huyện Gia Lâm hạ lưu đổ vào hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải cửa xả Xuân Thụy, xã Kiêu Kỵ, Gia Lâm Sông Cầu Bây sông thoát nước thải lưu vực quận Long Biên phần huyện Gia Lâm, bị ô nhiễm, có chất POP, điển hình PCB, ảnh hưởng đến vùng rộng lớn, gây ô nhiễm nguồn nước tưới tiêu, tác động trực tiếp đến sức khỏe người Nước thải lưu vực sông Cầu Bây thu gom chung có tính đặc thù Mặt khác, quy định giới hạn nồng độ thông số ô nhiễm nước thải sau xử lý quốc gia khác nhau, đồng thời phụ thuộc vùng tiếp nhận nước thải sau xử lý, nên giải pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp với quốc gia này, địa phương không phù hợp với quốc gia, địa phương khác Do đánh giá đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây để đề xuất giải pháp công nghệ xử lý phù hợp có ý nghĩa quan trọng Luận án “Nghiên cứu, đánh giá số chất ô nhiễm chủ yếu sông Cầu Bây – Hà Nội, đề xuất giải pháp xử lý nước thải phù hợp” đáp ứng tính cần thiết vấn đề nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ ô nhiễm số chất ô nhiễm chủ yếu nước trầ m tić h sông Cầu Bây - Đánh giá xác định đặc tính chủ yếu nước thải lưu vực sông Cầu Bây làm sở cho việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp - Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho xử lý nước thải lưu vực sông Cầu Bây Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thông số chủ yếu COD, BOD5, SS, NH4+-N, TN, TP, PCB sông Cầu Bây tính từ thượng nguồn phường Việt Hưng, Long Biên đến vị trí cửa chảy vào hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải; công nghệ xử lý nước thải phát triển sở công nghệ lựa chọn theo hiệu thực tế áp dụng Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Phương pháp khảo sát, điều tra thu thập số liệu; Phương pháp kế thừa phân tích tổng hợp, thống kê số liệu; Phương pháp mô hình thực nghiệm Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu, đánh giá mức độ ô nhiễm số chất ô nhiễm chủ yếu nước trầ m tích sông Cầu Bây; xác định tính chất nước thải lưu vực sông Cầ u Bây; đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp với tính chất nước thải lưu vực sông Cầ u Bây Ý nghĩa khoa học thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học - Đánh giá sông Cầu Bây bị ô nhiễm, đặc biệt có tồn lưu PCB nồng độ cao đáng kể Kết thu sử dụng để đưa cảnh báo kịp thời nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường sức khỏe người; - Đánh giá chất ô nhiễm chủ yếu đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây nước thải có BOD5 thấp, TN cao; đồng thời bị ô nhiễm PCB; - Xây dựng sở khoa học cho việc áp dụng công nghệ L-SBR để xử lý nước thải lưu vực sông Cầu Bây làm sở cho ứng dụng thực tế 6.2 Ý nghĩa thực tiễn Phát triển giải pháp công nghệ L-SBR để xử lý nước thải lưu vực sông Cầu Bây có tính chất đặc thù BOD5 thấp, TN cao đạt QCCP cột A bổ sung nguồn C từ bên ngoài, tiết kiệm chi phí vận hành Cấu trúc luận án Cấ u trúc của Luâ ̣n án phần mở đầu; phần kết luận kiến nghị; phần danh mu ̣c các công triǹ h, báo đã công bố; phần tài liệu tham khảo; phụ lục; luận án trình bày chương bao gồ m: Chương Tổ ng quan các vấ n đề nghiên cứu; Chương Cơ sở khoa học thực tiễn, giả thuyế t, phương tiện nghiên cứu; Chương Kế t quả nghiên cứu về nước và trầ m tić h sông Cầ u Bây; Chương Kế t quả nghiên cứu về giải pháp công nghệ; CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hiện trạng, kết nghiên cứu trước sông Cầu Bây Lưu vực thoát nước sông Cầu Bây có tổng diện tích khoảng 6.408ha, đô thị hỗn hợp bao gồm khu đô thị, công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ vui chơi giải trí, công viên xanh Lượng nước thải sinh hoạt theo tính toán khoảng 85.800m3/ngày; năm 2030 125.000m3/ngày; năm 2050 183.000m3/ngày; nước thải công nghiệp khoảng 25.000m3/ngày từ KCN tập trung Sài Đồng, Đài Tư khoảng 60 sở công nghiệp phân tán; khoảng 200m3/ngày nước rò rỉ từ bãi chôn lấp chất thải rắn Kiêu Kỵ Hệ thống thoát nước lưu vực sông Cầu Bây hệ thống thoát nước chung tương tự lưu vực khác Việt Nam, tương tự giai đoạn đầu phát triển đô thị nước giới 1.2 Lịch sử hệ thống thoát nước, thu gom nước thải đô thị Lịch sử hệ thống thoát nước nước phát triển nước phát triển theo tiến trình “ô nhiễm trước, xử lý sau” Hệ thống thoát nước chung tồn song hành hệ thống thoát nước riêng ngày nay, trừ trường hợp Singapore áp dụng hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn sách nhà kết hợp cải tạo toàn diện đô thị Sông Cầu Bây bị ô nhiễm nghiêm trọng tiếp nhận nước thải toàn đô thị lưu vực sông Cầu Bây Đô thị lưu vực sông Cầu Bây nói riêng, đô thị Việt Nam nói chung có hệ thống thu gom chưa hoàn chỉnh nên số khu đô thị mới, công nghiệp có hệ thống thoát nước riêng, sau thải nước mưa nước thải vào hệ thống thoát nước chung đô thị, cuối hệ thống thoát nước chung 1.3 1.3.1 Các thông số ô nhiễm chủ yếu, quy định chất lượng môi trường Các thông số ô nhiễm chủ yếu nước thải đô thị Các chất ô nhiễm chủ yếu nghiên cứu luận án gồm chất ô nhiễm hữu thông qua thông số nhu cầu oxy sinh học sau ngày (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD); Nitơ (N), xác định thông số tổng N (TN), amonia (NH4+-N); Phốtpho (P), xác định thông số tổng P (TP); chất rắn, xác định thông số chất rắn lơ lửng (SS); Chất hữu khó phân hủy (POP), cụ thể PCB (Polychlorinated biphenyl) 1.3.2 Các quy định chất lượng nước trầm tích sông, nước thải, bùn thải Đối với chất lượng nước sông quy chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT, QCVN 38:2011/BTNMT, QCVN 39:2011/BTNMT; chất lượng trầm tích QCVN 43:2012/BTNMT; nước thải QCVN 14:2008/BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 28:2010/BTNMT, QCVN 25:2009/BTNMT, QCVN 02:2014/BTNMT; bùn thải từ trình xử lý nước thải QCVN 50:2013/BTNMT 1.4 Đặc tính chung nước thải đô thị, đặc thù Việt Nam Hệ thống thoát nước chung tạo tính chất đặc thù địa phương, phụ thuộc thói quen sinh hoạt, thói quen dùng nước; loại hình sản xuất, dịch vụ, Mặt khác, quy định giới hạn nồng độ thông số ô nhiễm nước thải sau xử lý quốc gia khác đồng thời phụ thuộc vùng tiếp nhận, để đảm bảo hiệu cần phải nghiên cứu điều kiện cụ thể nước thải đô thị để có giải pháp công nghệ tối ưu Đặc thù nước thải đô thị Việt Nam có BOD5 thấp, TN cao (BOD5:TN thấp) 1.5 Các giải pháp công nghệ xử lý nước thải đô thị Có hàng chục công nghệ xử lý nước thải áp dụng cho nhà máy xử lý nước thải (XLNT) đô thị giới Hiện có 31 nhà máy XLNT đô thị vận hành, 21 nhà máy xây dựng phê duyệt thiết kế để chuẩn bị xây dựng Việt Nam, áp dụng công nghệ khác gồm: công nghệ bùn hoạt tính truyền thống (CAS, AO), công nghệ bùn hoạt tính dạng mẻ (SBR), công nghệ bùn hoạt tính hiếu – thiếu – yếm khí kết hợp (A2O), công nghệ mương oxy hóa (OD), lọc sinh học kiểu nhỏ giọt (TF), công nghệ Hồ (gồm hồ hiếu khí, yếm khí hay ổn định, sục khí, tùy nghi) Các công nghệ áp dụng Việt Nam yêu cầu phải bổ sung nguồn C từ bên (vì BOD5:TN thấp) để xử lý N đạt quy chuẩn cho phép (QCCP) cột A Việc phải bổ sung nguồn C từ bên thực tế xẩy trường hợp nhà máy XLNT Yên Sở, làm tăng chi phí vận hành lớn vượt khả chi trả ngân sách 1.6 Kết luận chương Phần tổng quan phân tích, đánh giá công trình nghiên cứu nước liên quan đến giải pháp thu gom nước thải đô thị; nghiên cứu trước trạng quy hoạch sông Cầu Bây; tính chất nước thải đô thị công nghệ XLNT giới công nghệ XLNT áp dụng Việt Nam Vấn đề tồn đặc thù nước thải đô thị Việt Nam có BOD5 thấp, BOD5:TN thấp Các công nghệ áp dụng Việt Nam yêu cầu phải bổ sung nguồn C từ bên để xử lý N yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCCP cột A Việc phải bổ sung nguồn C từ bên thực tế xẩy trường hợp nhà máy XLNT Yên Sở, làm tăng chi phí vận hành lớn vượt khả chi trả ngân sách Vấn đề mà luận án tập trung giải nghiên cứu đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây, đề xuất giải pháp công nghệ XLNT phù hợp với đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây nhằm tiết kiệm chi phí CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN, GIẢ THUYẾT, PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 2.1 Các sở khoa học, thực tiễn Quá trình xử lý sinh học thông số COD, BOD5, N, P diễn pha hiếu khí, thiếu khí, yếm khí Tùy thuộc việc trì pha mà hiệu xử lý thông số khác SS nước thải vào loại bỏ lắng học riêng biệt trước xử lý sinh học, phần xử lý sinh học lắng với bùn sinh học PCB chất hữu khó phân hủy nhiên phân hủy phần sinh học, phần hấp phụ vào bề mặt chất rắn, đặc biệt chất rắn có độ xốp cao vi sinh vật sau loại bỏ SS Trong tiêu chí lựa chọn công nghệ để áp dụng, công nghệ áp dụng Việt Nam SBR có ưu điểm diện tích chiếm đất nhỏ, chi phí đầu tư vận hành thấp SBR, A2O công nghệ xử lý N tốt điều kiện BOD5:TN thấp, OD Các công nghệ lại có khả xử lý N điều kiện Vì SBR chọn để nghiên cứu, cải tiến phù hợp cho xử lý nước thải đặc thù lưu vực sông Cầu Bây 2.2 Cơ sở qua thực tế vận hành nhà máy xử lý nước thải Yên Sở Nhà máy XLNT Yên Sở áp dụng công nghệ SBR cải tiến kiểu C-Tech (SBR/CTech), có bể lựa chọn vi sinh vật hồi lưu bùn, xây dựng bắt đầu vận hành năm từ 2012 Nước thải đầu vào nhà máy bơm trực tiếp từ sông Kim Ngưu sông Sét Thực tế nước thải đầu vào có BOD5 thấp (trung bình 76mg/l), TN cao (47mg/l), tỷ lệ BOD5:TN thấp (1,62) Để vận hành đạt QCVN cột A, trước phải bổ sung đường nguồn C bổ sung, chi phí vận hành khoảng 4.100Đồng/m3 (tức khoảng 300 tỷ Đồng/năm với công suất 200.000m3/ngày) Vì chi phí cao, để tiết kiệm chi phí, UBND thành phố Hà Nội định phương án vận hành không bổ sung đường, đạt cột B, đồng thời giảm công suất: vận hành trì mức công suất 60.000m3/ngày (chỉ khoảng 30% công suất thiết kế) không thải bùn dư từ bể SBR, làm cho lượng bùn bể (MLSS) lên đến 6.105mg/l so với mức cần trì 2.500mg/l (cho đến ngày 1/10/2013) Sau cải thiện điều kiện vận hành tăng cường MLSS nguồn bổ sung C thay cho đường (do Nghiên cứu sinh chủ trì thực hiện), tiết kiệm chi phí vận hành 1.686Đồng/m3 (tiết kiệm khoảng 60%, tương đương tiết kiệm gần 180 Tỷ Đồng/năm Quá trình điều chỉnh vận hành để đạt chi phí thấp rút kết luận “Lượng N loại bỏ khỏi nước thải tăng cách tăng MLSS bể tỷ lệ N xử lý đạt đến 0,61mgN/gMLSS/giờ tỷ lệ BODvào/TNvào = 1,62” Tuy nhiên, MLSS tăng cao mức việc tăng MLSS dẫn đến giảm tỷ lệ F/M giảm khả lắng bùn tăng vi sinh vật dạng sợi, dẫn tới thông số SS sau xử lý không đạt QCCP Đây vừa sở khoa học, vừa kết nghiên cứu luận án 2.3 2.3.1 Giả thuyết sở khoa học thực tiễn, thiết lập quy trình công nghệ Các giả thuyết Nước thải thu gom chung lưu vực sông Cầu Bây có tính đặc thù phần lớn đô thị Việt Nam BOD5 thấp, BOD5:TN thấp Hạn chế phải bổ sung nguồn C từ bên cho xử lý TN nước thải có BOD5:TN thấp tăng cường trình thiếu khí - giảm trình hiếu khí; đồng thời tăng hàm lượng vi sinh vật (MLSS) bể phản ứng sinh học Để tăng khả lắng bùn MLSS cao áp dụng bể lựa chọn vi sinh vật (Selector) tăng thời gian tiếp nhận nước thải: gián đoạn thành liên tục (SBR liên tục) Quy trình công nghệ thiết lập để thực giả thuyết L-SBR (L: Low carbon source, có nghĩa nguồn C thấp hay tỷ lệ BOD5:TN thấp) L-SBR đảm bảo SS nước thải sau xử lý đạt QCCP trì MLSS cao 2.3.2 Mô tả mô hình thiết lập cho công nghệ (L-SBR) Thời gian pha 50% Thể tích nước max 65 Nước thải vào Bùn hồi lưu nội bể 100% thời gian chu kỳ Nước thải vào 88% Nước thải vào 25% 88 - 100% Nước thải vào 25% 100 65% Nước thải vào Rút nước xử lý Yếm khí Thiếu khí Hiếu khí Pha Phản ứng Rút bùn dư Pha Lắng Pha Rút nước Hình 2-1 Các giai đoạn vận hành L-SBR Thời gian pha L-SBR Hình 2-1 Chu kỳ L-SBR gồm pha, thời gian tiếp nhận nước thải tất pha chu kỳ (100% thời gian chu kỳ); pha sục khí 50%, lắng 25% rút nước 25% thời gian chu kỳ; bùn dư rút đồng thời với pha rút nước; hồi lưu bùn 100% thời gian cuaR chu kỳ Hai ngăn lựa chọn vi sinh vật gồm ngăn zich zắc (Selector 1); Selector ngăn lắng (không sục khí), tích ngăn tương đương 10% thể tích bể SBR Sự khác nhóm SBR áp dụng so với L-SBR Bảng 2-1 Bảng 2-1 Sự khác pha phản ứng nhóm SBR TT 2.4 - Nhóm (A): SBR Pha Tiếp nhận nước (tĩnh) Tiếp nhận nước (khuấy trộn) Tiếp nhận nước (sục khí) Sục khí Lắng Lắng/Tiếp nhận nước Rút nước Lắng/Rút nước Nghỉ Nhóm (B)      Nhóm (C): SBR/C-Tech Nhóm (D)                  L-SBR  Trình tự thực mô tả thí nghiệm Tại trường sông Cầu Bây: đo đạc, khảo sát, lấy mẫu, thực đợt: 14÷20/5/2012; 15÷21/10/2012; 13÷19/5/2013 14÷20/10/2013; - Nghiên cứu biến đổi hiệu suất xử lý N trình điều chỉnh MLSS nhà máy XLNT Yên Sở, thực giai đoạn tháng 10/2013 7/2014; - Thí nghiệm 1: thực mô hình SBR/C-Tech L-SBR, thực giai đoạn tháng 5/2014, nhằm xác định khoảng MLSS tối ưu trì bể L-SBR SBR/C-Tech không bổ sung C từ bên ngoài; - Thí nghiệm 2: thực mô hình L-SBR trì MLSS mức tối ưu, vận hành với nước thải lấy từ lưu vực sông Cầu Bây, thực tháng ÷ 5/2015 nhằm xác định hiệu thông số ô nhiễm chủ yếu vận hành hàm lượng MLSS tối ưu xác định từ thí nghiệm mô hình 2.5 Các phương tiện, mô hình thí nghiệm Lấy mẫu, phân tích phương tiện máy móc đại Mô hình chế tạo sở công nghệ SBR/C-Tech, L-SBR quy mô vận hành 125 lít/ngày; vận hành tự động hóa hoàn toàn Sơ đồ, hình ảnh thực tế số thông số khối lượng khô (từ M1 đến M5) Trong đó, điểm lấy mẫu gần khu vực có hoạt động nông nghiệp, nồng độ ΣPCB tổng nằm khoảng từ 31,8 đến 38,9 ng/g khối lượng khô (từ M6 đến M10) Các điểm có nồng độ ΣPCB tổng đáng kể nằm vị trí M2 (gần KCN Sài Đồng, 169,5 ng/g khối lượng khô) M4 (gần KCN Đài Tư, 142,3 ng/g khối lượng khô) Các đồng phân PCB điển hình (Σ6PCB) phát với giá trị đáng ý (5,8 ÷ 36,3 ng/g) Các PCB đồng phẳng có chế gây độc giống Dioxin (DLPCB) có độc tính cao nằm khoảng từ 9.398ng/kg đến 17369 ng/kg DL-PCB sông Cầu Bây nhỏ trầm tích sông Osaka, Nhật Bản cao so với Đài Loan vịnh Gwangyang, Hàn Quốc 3.3.2 Đánh giá thành phần đồng phân PCB trầm tích sông Cầu Bây Phần trăm trung bình PCB thị so với tổng 6PCB thu theo trật tự PCB138 > PCB153 > PCB101 > PCB52 > PCB180 > PCB28 Thành phần phần trăm trung bình PCB28, PCB52, PCB101, PCB138, PCB153 PCB180 so với tổng 6PCB mẫu trầm tích sông Cầu Bây 1,4%, 12,5%, 20,0%, 33,9%, 24,5% 7,8% Các kết cho thấy phần trăm PCB có độ clo hoá cao mẫu trầm tích lớn so với PCB có độ clo hoá thấp Trật tự giải thích PCB có độ clo hoá thấp bền vững có giá trị lgKow thấp PCB có độ clo hoá cao Các PCB có độ clo hoá thấp dễ bay Do vậy, PCB có độ clo hoá cao có xu hướng tích tụ nhiều trầm tích, PCB có độ clo hoá thấp bị phân huỷ bay nhiều 3.3.3 Khả ảnh hưởng đến sinh thái tồn lưu PCB trong trầm tích sông Cầu Bây Các hệ số độc tương đương DL-PCB (TEQ) DL-PCB mẫu trầm tích sông Cầu Bây nằm khoảng từ 5,3 đến 11,9 ng TEQ/kg Kết nhỏ so với TEQ mẫu trầm tích Osaka, Nhật Bản lớn so với trầm tích Đài Loan Như tồn lưu PCB trầm tích sông Cầu Bây mức độ đáng kể có khả ảnh hưởng đến hệ sinh thái trầm tích bề mặt 11 3.4 Nước thải lưu vực sông Cầu Bây Kết phân tích đợt lấy mẫu trực tiếp nước thải lưu vực sông Cầu Bây (mẫu M10) Bảng 3-1 cho thấy tất thông số chủ yếu nước thải lưu vực sông Cầu Bây vượt QCCP, cao NH4+-N vượt đến 8,6 lần, SS vượt 4,6 lần, BOD5 vượt 3,6 lần, TN vượt 3,0 lần, COD vượt 2,9 lần, TP vượt 1,16 lần; PCB vượt 1,15 lần Đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây: - COD, BOD5 mức thấp, tương đương mức thấp nước thải sinh hoạt, nước thải thu gom chung; tương đương mức trung bình nhà máy XLNT vận hành Việt Nam; Bảng 3-1 Kết phân tích nước thải lưu vực Sông Cầu Bây TT Thông số COD, mg/l BOD5, mg/l SS, mg/l NH4+-N, mg/l TN, mg/l TP, mg/l PCB, g/l COD:BOD5 10 11 BOD5:TN BOD5:TP N-NH3:TN - Thực tế Việt Nam Trung Bình Max Min Thế giới Sinh Thu gom hoạt chung Lưu vực sông Cầu Bây Trung bình Max Min 147 87 564 336 68 36 150-800 70-350 120-400 12-50 260-480 60-220 270-550 175 84,6 186 34,8 187 87 210 44 168 80,5 165 26,9 39 93 16 20-70 6-12 4-17 1,2-2,8 1,71 2,6 0,91 45,6 3,59 2,38 1,96 4,1 74,4 1,62 9,4 2,184,33 12,9-15 50-78,6 50,1 3,11 2,09 2,39 24,4 2,092,29 3,13-5,5 10,9-29,2 60-64% 48,3 3,76 2,8 2,02 1,75 23,1 72% 1,79 24,2 90% 1,7 21,3 59% TN cao, tương đương mức cao nước thải sinh hoạt cao nhiều nước thải thu gom chung, cao mức trung bình nhà máy XLNT vận hành Việt Nam - BOD5:TN nhỏ nước thải sinh hoạt thu gom chung; thấp mức trung bình nước thải Việt Nam Tỷ lệ BOD5:TN thấp chứng tỏ thông số TN khó xử lý sinh học thiếu nguồn C; 12 - TP thấp nước thải sinh hoạt thu gom chung, tương đương nước thải Việt Nam TP xử lý sinh học mà bổ sung nguồn C; Nói chung, nước thải lưu vực sông Cầu Bây tương tự với nước thải đầu vào hầu hết nhà máy xử lý nước thải vận hành Việt Nam có BOD5 thấp, TN cao TN cao lý giải ảnh hưởng nguồn thải có TN cao Hầu nhà dân nông thôn bán thành thị có chăn nuôi gia đình, nước thải từ nước chuồng lợn có nồng độ TN 1.000 1.500mg/l, phân chuồng 2.000 ÷ 5.000mg/l NH4+-N chiếm từ 80 90%; sở mổ gia súc, gia cầm dân cư chợ truyền thống nguồn phát sinh TN TN tiết gia súc cao đến 25.000mg/l Tác phong đồ ăn dư thừa người Việt Nam, sau thải vào nước nhà bếp hay rác thải sinh hoạt Nước rỉ rác từ bãi rác (Kiêu Kỵ) hay từ bãi thải không hợp vệ sinh có hàm lượng TN cao Nước rỉ rác có TN đến 3.000mg/l, đặc biệt amoni đến 95%; bùn từ bể phốt trôi (khi bể phốt không trì hút thải bỏ quy trình) đến 1.500mg/l, chí có thời điểm TN nước rỉ rác đến 1.000mg/l NH4+-N đến 900mg/l Thành phần TN chủ yếu NH3 N hữu trình phân hủy bể phốt, tự phân hủy hệ thống thoát nước chủ yếu trình thiếu khí, yếm khí trình khử N nên không giúp giảm nồng độ N lúc giúp giảm nồng độ COD, BOD5 Không có số liệu đặc tính nước trầm tích sông khác nên đánh giá, so sánh Tuy nhiên, so sánh đặc tính nước thải lưu vực sông thông số BOD5:TN cho thấy nước thải lưu vực sông Cầu Bây tương tự lưu vực sông Hà Nội Tô Lịch, Kim Ngưu sông Sét (nhà máy XLNT Yên Sở); thành phố Hồ Chí Minh Kênh Đôi – Tẻ (nhà máy XLNT Bình Hưng), Kênh nước Đen (nhà máy XLNT Bình Hưng Hòa) 3.5 Kết luận chương Kết nghiên cứu trình bày chương đánh giá mức độ ô nhiễm số chất ô nhiễm chủ yếu nước trầ m tích sông Cầu Bây; đánh giá xác định đặc tính chủ yếu nước sông Cầu Bây 13 Đặc tính chủ yếu nước sông Cầu Bây BOD5 thấp, TN cao (BOD5:TN thấp) tương tự nước thải đầu vào phần lớn nhà máy XLNT Việt Nam, đặc biệt nhà máy XLNT Yên Sở, sở cho việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp trình bày chương CHƯƠNG 4.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ Kết thí nghiệm nghiên cứu, thảo luận Nghiên cứu biến thiên hiệu suất xử lý N trình điều chỉnh MLSS lưu lượng xử lý nhà máy XLNT Yên Sở 4.1.1 Kết trình điều chỉnh vận hành nhà máy XLNT Yên Sở cho thấy nước thải đầu vào có BOD5 thấp (76mg/L), TN cao (47 mg/l); tỷ lệ BOD5:TN thấp (1,75) BOD5 sau xử lý trung bình 6,0mg/l, tối đa 18mg/L - đạt QCCP cột A TN trung bình 14mg/l đạt QCCP cột A tối đa 28mg/l đạt cột B (8% 10% số mẫu có TN đạt cột A) Quá trình khử BOD5, TN ổn định, nhiên giá trị TNra có xu hướng giảm tỷ số BOD5:TN tăng chứng tỏ BOD5:TN cao dễ xử lý TN Ngược lại giá trị BOD5,ra có xu hướng tăng tỷ số BOD5:TN tăng chứng tỏ nguồn C sẵn có lớn vi sinh vật phụ thuộc (tận mgNloại/gMLSS/giờ dụng tối đa) nguồn C để xử lý TN 2,5 mgNloại/gMLSS/giờ Linear (mgNloại/gMLSS/giờ) 2,0 y = 56,769x - 0,0383 1,5 1,0 0,5 0,0 F(N)/M Hình 4-1 TN xử lý biến thiên theo F(N)/M nhà máy XLNT Yên Sở thời gian nghiên cứu Hình 4-1 cho thấy F(N)/M tăng (lượng TN cung cấp đơn vị MLSS tăng) lượng N khử (giá trị y) tăng (hệ số số hạng trục tung phương trình toán học đường tuyến tính số dương (+56,769x)) – 14 điều có nghĩa tăng cường xử lý TN tăng hàm lượng MLSS Lượng TN xử lý trung bình lên tới 0,61mgNloại/gMLSS/giờ điều kiện tỷ lệ nước thải đầu vào BODvào:TNvào trung bình 1,75 Việc tăng MLSS vô hạn (với thể tích bể lưu lượng nước thải xử lý) làm tăng hàm lượng SS sau xử lý vượt QCCP, chí xẩy tượng rửa trôi vi sinh vật 4.1.2 Thí nghiệm 1: xác định MLSS tối ưu cho xử lý TN không bổ sung C từ bên Quá trình thí nghiệm với MLSS khởi điểm mức 875mg/l (tương đương mức theo thiết kế F/M = 0,154, có nghĩa MLSS không dư thừa so với thiết kế) MLSS tăng dần sinh trưởng tự nhiên vi sinh vật, sau 30 ngày MLSS mô hình SBR/CTech MLSS đạt 4.349mg/l, tương ứng SS sau xử lý 80,1mg/l; LSBR đạt 4.938mg/l, tương ứng SS sau xử lý 55,8mg/l TN nước thải sau xử lý MLSS 875mg/l với mô hình SBR/C-Tech 33,2mg/l, L-SBR 30,4mg/l không đạt QCCP cột A MLSS L-SBR tăng nhanh SS nước thải sau xử lý L-SBR tốt (nồng độ thấp hơn) SBR/C-Tech Trong mô hình, nồng độ BOD5 nước thải sau xử lý không biến đổi mức < 10mg/l, chứng tỏ nguồn C nước thải sử dụng tối đa cho trình khử N Bảng 4-1 cho thấy trì L-SBR MLSS khoảng 3.197 4.047mg/l để thông số SS, TN nước thải sau xử lý đạt QCCP cột A; với SBR/C-Tech để SS đạt QCCP cột A cần trì MLSS ≤ 2.671mg/l, để TN đạt QCCP cột A cần trì MLSS ≥ 3.423mg/l, có nghĩa SBR/CTech xử lý SS, TN đồng thời đạt QCCP cột A Giá trị mgNloại/gMLSS/giờ nhà máy XLNT Yên Sở 1,159; mô hình SBR/CTech 0,578; mô hình L-SBR 0,601 Lượng TN xử lý (mgNloại/gMLSS/giờ) nhà máy XLNT Yên Sở cao so với thí nghiệm mô hình SBR/C-Tech L-SBR thời gian chu kỳ vận hành nhà máy XLNT Yên Sở kéo dài để tăng khả lắng bùn, lượng nước thải vào nhỏ thiết kế (đang trình điều chỉnh tăng dần) để đảm bảo hai thông số TN, SS sau xử lý đạt QCCP (mức cột B) Mô hình L-SBR xử lý 15 TN (mgNloại/gMLSS/giờ) lớn mô hình SBR/C-Tech thời gian phản ứng SBR/C-Tech 50% toàn ngăn phản ứng; L-SBR có 50% thời gian phản ứng ngăn sục khí, ngăn selector (30% tổng thể tích bể) có thời gian phản ứng 100% Bảng 4-1 Các mức MLSS tối ưu TT Khoảng yêu cầu MLSS bể sục khí, mg/l L-SBR SBR/C-Tech SSra ≤ 40,5mg/l ≤ 4.047 ≤ 2.671 TNra ≤ 16,2mg/L ≥ 3.197 ≥ 3.423 Bảng 4-2 SVI, MLSS thí nghiệm mô hình SBR/C-Tech, L-SBR SVI (ml/g) mức MLSS tương ứng Mô hình 875mg/l 3.197mg/l 4.047mg/l 3.600mg/l SBR/C-Tech 120 173 196 184 L-SBR 120 134 142 137 L-SBR (trái) SBR/C-Tech (phải) L-SBR pha sục khí Hình 4-2 Hình ảnh thí nghiệm mô hình SBR/C-Tech, L-SBR Bảng 4-3 Lượng TN xử lý theo MLSS, F(N)/M Mô hình Nhà máy XLNT Yên Sở SBR/C-Tech L-SBR 4.1.3 TN xử lý (mgNloại/gMLSS/giờ) tương ứng với MLSS = 3.197mg/l MLSS = 4.047mg/l Trung F(N)/M = 0,0186 F(N)/M = 0,0236 bình 1,299 1,018 1,159 0,617 0,539 0,578 0,633 0,570 0,601 Thí nghiệm 2: nghiên cứu hiệu suất xử lý thông số mô hình LSBR trì MLSS mức tối ưu Nồng độ BOD5, COD, SS, NH4+-N, TN, TP, PCB vận hành mô hình bể L-SBR (với nước thải lấy từ lưu vực sông Cầu Bây) điều kiện trì MLSS 16 3.600mg/l (trung bình mức tối ưu xác định thí nghiệm 1) Hình 4-3 ÷ Hình 4-9 đạt QCCP cột A Nồng độ thông số sau xử lý không phụ thuộc vào BOD5:TN chứng tỏ hiệu suất xử lý phụ thuộc vào nguồn C MLSS chất ô nhiễm hữu có nước thải có nồng độ thấp (BOD5 thấp) Các mẫu phân tích có BOD5:TN biến thiên khoảng 1,586 2,1 BOD5 sau xử lý 5,7mg/l, lớn 8,0mg/l so với QCCP cột A 24,3mg/l; hiệu - suất xử lý trung bình 93%, so với hiệu suất công nghệ SBR khảo sát giới đạt đến 92,5 95% nước thải đô thị, so với hiệu suất nhà máy XLNT Yên Sở giai đoạn nghiên cứu 92% COD sau xử lý 15,5mg/l, lớn 25,3mg/l so với QCCP cột A 60,75mg/l; hiệu suất xử lý trung bình 92% so với hiệu suất nhà máy XLNT Yên Sở giai đoạn nghiên cứu 90% Hiệu suất vận hành thực tế thấp hiệu suất thiết kế (95%) BOD5, COD đầu vào thấp thiết kế Tuy nhiên, từ kết khẳng định L-SBR cải tiến để xử lý TN đạt QCCP cột A điều kiện 120 100 80 60 40 20 - BOD5 vào BOD5 QCCP BOD5 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 mg/l BOD5:TN thấp không làm giảm hiệu suất xử lý BOD5; BOD5:TN Hình 4-3 BOD5 thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu mg/l 300 COD vào COD QCCP COD 200 100 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 - BOD5:TN Hình 4-4 COD thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu - SS sau xử lý 25,5mg/l, lớn 38,7mg/l so với QCCP cột A 40,5mg/l; so với nhà máy XLNT Yên Sở giai đoạn nghiên cứu 56mg/l, lớn 17 86mg/l; so với thí nghiệm mô hình SBR/C-Tech tính toán theo công thức tuyến tính 61,4mg/l SVI đo trung bình 115ml/g cho thấy bùn dễ lắng, nhiên SS cao Selector cho phép bùn dạng sợi không lắng trôi theo nước thải sau xử lý, phần bùn lưu lại bể bùn dễ lắng (đã loại vi sinh vật dạng sợi trình lắng Selector 2) Điều cho thấy khả lắng bùn thí nghiệm mô hình L-SBR tốt nhà máy XLNT Yên Sở mô hình SBR/C-Tech; 400 SS vào SS QCCP SS mg/l 300 200 100 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 - BOD5:TN Hình 4-5 SS thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu NH4+-N sau xử lý 2,2mg/l, lớn 3,8mg/l so với QCCP cột A 4,05mg/l, - hiệu suất xử lý 95%; so với nhà máy XLNT Yên Sở thời gian nghiên cứu có NH4+-N trung bình trước xử lý 41mg/l, sau xử lý 2,7mg/l, sau xử lý lớn 9mg/l, hiệu suất xử lý trung bình 93,4% Hiệu suất xử lý NH4+-N cao nhờ trình phản ứng loại bỏ C, nitrat hóa, khử nitrat có amoni xẩy bể selector tăng cường L-SBR so với SBR/C-Tech; 50 NH4-N vào NH4-N QCCP NH4-N mg/l 40 30 20 10 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 BOD5:TN Hình 4-6 NH4+-N thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu - TN sau xử lý 13,5mg/l, lớn 15,9mg/l so với QCCP cột A 16,2mg/l; hiệu suất xử lý 72% So với nhà máy XLNT Yên Sở giai đoạn nghiên cứu 14mg/l, lớn 28mg/l, hiệu suất xử lý 70% Điều cho thấy 18 trì mức độ MLSS cao khả xử lý TN cao thí nghiệm mô hình L-SBR, nhà máy XLNT Yên Sở; TP sau xử lý 1,88mg/l, lớn 3,0mg/l so với QCCP 3,24mg/l; hiệu suất xử lý - 58% Như vậy, L-SBR có khả xử lý TP nước thải lưu vực sông Cầu 70 60 50 40 30 20 10 - TN vào TN QCCP TN 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 mg/l Bây đạt QCCP cột A; BOD5:TN Hình 4-7 TN thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu 6,00 TP vào TP QCVN TP 5,00 mg/l 4,00 3,00 2,00 1,00 1,586 1,586 1,587 1,587 1,594 1,594 1,601 1,601 1,619 1,619 1,667 1,667 1,682 1,682 1,716 1,716 1,723 1,723 1,790 1,790 1,861 1,861 1,927 1,927 1,962 1,962 1,989 1,989 2,100 2,100 - BOD5:TN Hình 4-8 TP thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu ∑PCB sau xử lý 1.497ng/l, lớn 1.920g/l so vơi QCCP cột A 2.430ng/l; - hiệu suất xử lý 47% Như vậy, L-SBR có khả xử lý PCB đạt QCCP cột A nước thải lưu vực sông Cầu Bây; 4.000 PCB vào PCB QCCP PCB mg/l 3.000 2.000 1.000 1,586 1,594 1,667 1,723 1,861 1,927 BOD5:TN Hình 4-9 PCB thí nghiệm mô hình L-SBR MLSS tối ưu 19 - Hình 4-3 ÷ Hình 4-9 cho thấy thông số BOD5, COD, SS, NH4+-N, TN nước thải sau xử lý ổn định đầu vào biến động lớn, TP, PCB có biến động lớn (nhưng đạt QCCP) Mức độ ổn định phù hợp với kết phân tích mẫu nước ngăn phản ứng khác cho thấy BOD5 TN trung bình thực tế vận hành tương đối sát với tính toán; NH4+-N, TP có chênh lệch lớn BOD5, COD sau xử lý ổn định nồng độ nước thải vào biến động lớn nồng độ thấp, có nghĩa nguồn C sẵn có nước thải tận dụng tối đa cho trình sinh học, có nghĩa BOD5, COD xử lý triệt để (ưu tiên trước sử dụng bùn vi sinh nguồn C) SS, NH4+-N, TN nước thải sau xử lý ổn định cho thấy cải tiến cho L-SBR phát huy hiệu tốt TP nước thải sau xử lý biến động lớn nước thải vào việc xử lý TP phụ thuộc trình yếm khí, mà thời gian trình yếm khí xẩy Selector phụ thuộc vào mức độ sẵn có NOx bùn hồi lưu – hay phụ thuộc vào biến động TN NH4+-N Sự biến động PCB nước thải sau xử lý tương đương với biến động PCB nước thải vào trình xử lý PCB qua trình sinh học nói chung, L-SBR nói chung hạn chế (hiệu suất thấp) chủ yếu phụ thuộc vào hấp thụ có giới hạn bùn - Chỉ số F/M thí nghiệm mô hình L-SBR 0,034 thấp nhiều so với F/M tính toán thiết kế 0,155; nhiên thấp không đáng kể so với khoảng F/M SBR (0,05 0,3), trình bùn hoạt tính khử N bước riêng lẻ (0,05 0,2) Tuy nhiên, số SVI 115, thấp thiết kế 120, chứng tỏ khả lắng tốt bùn thí nghiệm mô hình L-SBR; - Chỉ số F(N)/M thí nghiệm mô hình L-SBR 0,02 thấp không nhiều so với F(N)/M thiết kế L-SBR thiết kế SBR/C-Tech thiết kế nhà máy XLNT Yên Sở 0,025; nhiên nằm khoảng trình bùn hoạt tính khử N bước (0,02 - 0,15); Nồng độ ∑PCB trung bình nước thải vào, bùn thải, nước thải sau xử lý; lượng bùn thải, nước thải tính toán ∑PCB xử lý phân hủy sinh học hấp thụ vào bùn Hình 4-10 Nồng độ 20 PCB bùn cao 1.793ng/g Không có quy chuẩn quy định ngưỡng nguy hại PCB bùn thải từ trình xử lý nước để so sánh; Hiệu suất xử lý sinh học thí nghiệm mô hình L-SBR ∑PCB - 28,6% so với CAS 13% (đã nghiên cứu nhà máy XLNT Thessaloniki – Hy Lạp) Hiệu suất phân hủy sinh học PCB thí nghiệm mô hình L-SBR cao nước thải vào có nguồn C thấp (BOD5 = 84,6mg/l so với 560mg/l nhà máy XLNT Thessaloniki), nguồn C khác (bao gồm PCB) tận dụng cho trình sinh học; Hiệu suất xử lý hấp thụ vào bùn thí nghiệm mô hình L-SBR - đối với∑PCB 18,0% so với CAS 65% Hiệu suất CAS cao hiệu suất thí nghiệm mô hình L-SBR phần lớn lượng bùn thải nhà máy XLNT Thessaloniki (có lắng sơ bộ, L-SBR lắng sơ bộ) 1,37kg bùn/m3 nước thải xử lý, thí nghiệm mô hình L-SBR 0,33 kg bùn/m3 nước thải xử lý; Tổng hiệu suất xử lý ∑PCB thí nghiệm mô hình L-SBR 46,6%, so - với CAS 77% (đã nghiên cứu nhà máy XLNT Thessaloniki – Hy Lạp) chủ yếu lượng bùn thải thí nghiệm mô hình L-SBR thấp; Khi PCBvào tăng, hiệu suất xử lý có xu hướng giảm Có nghĩa nồng độ - PCBvào tăng nồng độ PCBra tăng, đến giới hạn định, PCB nước thải sau xử lý không đạt QCCP; Khối lượng, µg/ngày µg/ngày 200 150 46,6% 60% 40% 18,0% 100 50 % xử lý 28,6% 20% 100,0 62,9 162,9 ∑PCB phân hủy sinh học ∑PCB hấp phụ vào bùn ∑PCB xử lý sinh học hấp phụ vào bùn 0% Hình 4-10 Hiệu suất xử lý ∑PCB thí nghiệm mô hình L-SBR 4.2 - Tính toán thiết kế, đánh giá hiệu khả áp dụng công nghệ L-SBR Theo tính toán, thể tích bể L-SBR yêu cầu cao SBR/C-Tech 6%; nhu cầu oxy cho L-SBR cao SBR/C-Tech 7% Tuy nhiên, việc tăng không 21 đáng kể này, L-SBR giữ ưu điểm SBR có diện tích chiếm đất thấp, chi phí đầu tư vận hành thấp so với công nghệ khác - Ưu điểm L-SBR so với SBR trước công nghệ khác bổ sung nguồn C từ bên xử lý nước thải có BOD5:TN thấp, tiết kiệm lớn chi phí vận hành (đối với trường hợp nhà máy XLNt Yên Sở tiết kiệm 180 Tỷ Đồng/năm, riêng chi phí định lượng đường 160 tỷ Đồng/năm), công suất nhà máy XLNT cho lưu vực sông Cầu Bây 106.244m3/ngày tiết kiệm 100 tỷ Đồng/năm – mang lại hiệu kinh tế lớn - Hiệu xử lý N (f(C/N)) theo kết thí nghiệm mô hình L-SBR chất hữu nước thải 1,32 1,54, bùn 0,66 nghệ SBR nghiên cứu trước 0,3 1,10 so với công 0,6 L-SBR vận hành sử dụng nguồn C xử lý TN chủ yếu từ bùn, hiệu xử lý L-SBR xem 0,66 1,10 f(C/N) L-SBR cao cho thấy hiệu xử lý TN với nguồn C hạn chế L-SBR tốt hơn, có nghĩa việc cải tiến công nghệ đạt hiệu theo giả thuyết khoa học sở thực tiễn nêu - L-SBR xử lý TN hầu hết nhà máy XLNT Việt Nam đạt QCCP cột A mà bổ sung nguồn C từ bên 4.3 Kết luận chương Trên sở đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây nghiên cứu chương 3, phù hợp với giả thuyết mô hình thí nghiệm thiết lập chương 2, kết nghiên cứu chương cho thấy công nghệ L-SBR phù hợp cho nước thải lưu vực sông Cầu Bây, xử lý nước thải đạt QCCP cột A mà bổ sung nguồn C từ bên ngoài, giúp tiết kiệm chi phí vận hành Hiệu suất xử lý, hiệu đầu tư L-SBR cao so với công nghệ áp dụng Việt Nam KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kế t đạt luận án Luận án nêu tổng quan trạng quy hoạch lưu vực sông Cầu Bây; lịch sử hình thành phát triển hệ thống thoát nước thu gom xử lý nước thải giới đô thị khác Việt Nam; tổng hợp đặc tính 22 nước thải đặc thù nhà máy XLNT vận hành Việt Nam so với giới; công nghệ áp dụng hiệu xử lý Vấn đề tồn nước thải Việt Nam có đặc thù BOD5 thấp, TN cao (BOD5:TN thấp), số công nghệ áp dụng Việt Nam yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QCCP cột A, phải thực bổ sung nguồn C từ bên Thực tế xẩy trường hợp nhà máy XLNT Yên Sở, làm tăng chi phí vận hành lớn vượt khả chi trả ngân sách Luận án tập trung giải vấn đề tồn đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp Tuy nhiên, tồn vấn đề khác chưa có nghiên cứu tổng thể đánh giá mức độ ô nhiễm sông, đặc tính ô nhiễm nước thải lưu vực sông Cầu Bây Do để làm sở cho đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp, cần phải nghiên cứu đặc tính ô nhiễm đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây Qua nghiên cứu chế phản ứng, thực tế hiệu công nghệ áp dụng Việt Nam, SBR chọn để nghiên cứu, cải tiến phù hợp tăng cường phản ứng thiếu khí, tăng MLSS giải pháp cải thiện khả lắng bùn bể lựa chọn vi sinh vật (selector) Kết nghiên cứu cho thấy nước sông Cầu Bây có thông số COD, BOD5, SS, NH4+-N, TP vượt nhiều lần QCCP sông Cầu Bây TN, PCB QCCP có nồng độ mức cao PCB phân bố tất mẫu trầm tích cao đáng kể vị trí lấy mẫu gần KCN Đài Tư KCN Sài Đồng Tuy nhiên tất mẫu nằm giới hạn cho phép QCCP tổng PCB trầm tích nước Tính đặc thù nước thải lưu vực sông Cầu Bây có BOD5 thấp, TN cao, tỷ lệ BOD5:TN = 1,75, khoảng đặc thù nước thải Việt Nam nói chung có BOD5:TN = 1,62 4,10 (trung bình 1,71); thấp so với khoảng đặc trưng nước thải sinh hoạt 3,13 5,50 thấp nhiều so với khoảng đặc trưng nước thải thu gom chung 12,94 15,00 Luận án phát triển công nghệ L-SBR sở cải tiến công nghệ SBR Công nghệ L-SBR xử lý tất thông số COD, BOD5, SS, NH4+-N, TN, 23 TP, PCB đạt QCCP cột A điều kiện BOD5 thấp, TN cao mà bổ sung nguồn C từ bên ngoài, tiết kiệm chi phí - Những đóng góp luận án Đã phân tích, đánh giá PCB nước trầm tích sông Cầu Bây làm sở để quản lý môi trường đất nước - Thiết lập khoa học thực tiễn, thông số công nghệ L-SBR để xử lý nước thải phù hợp cho sông thoát nước thải (sông Cầu Bây) có BOD5 thấp, TN cao, giúp: giảm chi phí vận hành, góp phần loại bỏ PCB xử lý nước thải, tiết kiệm không gian khu xử lý góp phần bảo vệ môi trường Hướng nghiên cứu Nghiên cứu mối liên hệ nồng độ PCB chất POP khác nước sông trầm tích sông Cầu Bây; Nghiên cứu công nghệ L-SBR xử lý loại nước thải đặc thù khác; khả loại bỏ PCB chất POP khác phân hủy sinh học hấp phụ - loại bỏ bùn dư Nghiên cứu biến động chất ô nhiễm sông Cầu Bây theo mùa (mùa khô, mùa mưa) để đề xuất thêm giải pháp vận hành linh động - Kiế n nghi ̣ Sớm đầu tư xây dựng hệ thống thu gom xử lý nước thải cải thiện môi trường sông Cầu Bây, giảm thiểu tác động xấu đến môi trường sức khỏe người; - Áp dụng công nghệ L-SBR quy mô thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu xử lý, để áp dụng quy mô lớn, rộng rãi mang lại hiệu đầu tư vận hành; - Sớm đưa chất POP có PCB vào quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt, trầm tích, bùn thải nước thải 24 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Vu Duc Toan, Nguyen Phuong Quy, “Residues of Polychlorinated Biphenyls (PCBs) in sediment from Cau Bay river and their impacts on agricultural soil, human health risk in Kieu Ky area, Vietnam”, Springer: Bulentin of Environmental Contamination and Toxicology, New York, USA, ISSN 007-4861, Bull Environ Contam Toxicol, DOI 10.1007/s00128-015-1581-x, 2015, Volume 95, number 2, p 177-182 Nguyễn Phương Quý, Lê Thanh, Vũ Đức Toàn, “Low Strength Effluent Treatment with Cyclic Technologies in Vietnam”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy Lợi Môi trường, ISSN 1859-3941, số 47, tháng 122014, trang 89-96 Nguyễn Phương Quý, Lê Thanh, Vũ Đức Toàn, “Công nghệ bùn hoạt tính tuần hoàn dạng mẻ - nghiên cứu xử lý nitơ nước thải nồng độ BOD5 thấp tỷ lệ BOD5:TN thấp”, Tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy Lợi Môi trường, ISSN 1859-3941, số 46, tháng 9-2014, trang 117-121 Vu Duc Toan, Nguyen Phuong Quy, “Contamination of polychlorinated byphenyls (PCBs) in sediment from Cau Bay river, Vietnam”, Proceedings of the 4th International conference on Estuaries and Coasts (ICEC 2012) during the October 8-11, 2012 in Water Resources University, Hanoi, Vietnam, volume II, p 13-18 25 [...]... nước Đen (nhà máy XLNT Bình Hưng Hòa) 3.5 Kết luận chương 3 Kết quả nghiên cứu trình bày ở chương 3 đã đánh giá được mức độ ô nhiễm của một số chất ô nhiễm chủ yếu trong nước và trầ m tích sông Cầu Bây; đánh giá và xác định được đặc tính chủ yếu của nước sông Cầu Bây 13 Đặc tính chủ yếu của nước sông Cầu Bây là BOD5 thấp, TN cao (BOD5:TN thấp) tương tự như nước thải đầu vào của phần lớn các nhà máy XLNT... lý nước thải phù hợp cho sông thoát nước thải (sông Cầu Bây) có BOD5 thấp, TN cao, giúp: giảm chi phí vận hành, góp phần loại bỏ được PCB trong xử lý nước thải, tiết kiệm không gian khu xử lý góp phần bảo vệ môi trường 3 Hướng nghiên cứu tiếp theo Nghiên cứu mối liên hệ nồng độ PCB và các chất POP khác trong nước sông và trầm tích sông Cầu Bây; Nghiên cứu công nghệ L-SBR xử lý các loại nước thải đặc... hợp nhà máy XLNT Yên Sở, làm tăng chi phí vận hành lớn vượt quá khả năng chi trả của ngân sách Luận án tập trung giải quyết vấn đề còn tồn tại này bằng đề xuất giải pháp công nghệ phù hợp Tuy nhiên, tồn tại một vấn đề khác là chưa có nghiên cứu tổng thể nào đánh giá được mức độ ô nhiễm của sông, đặc tính ô nhiễm của nước thải lưu vực sông Cầu Bây Do đó để làm cơ sở cho đề xuất giải pháp công nghệ phù. .. giết mổ, chợ, và ngay cả nước thải công nghiệp có nước thải biến động lớn theo giờ, ngày Nhận định này có thể lý giải thêm cho tính chất khác biệt của nước thải lưu vực sông Cầu Bây cũng như nhiều ô thị khác ở Việt Nam so với nước thải sinh hoạt thông thường về nồng độ, tỷ lệ các thông số ô nhiễm 3.2 Các thông số ô nhiễm chủ yếu trong nước sông Cầu Bây COD, BOD5, SS, NH4+-N, TP đều vượt quá QCCP, COD... BOD5 Không có số liệu đặc tính nước và trầm tích của các sông khác nên không thể đánh giá, so sánh Tuy nhiên, có thể so sánh đặc tính nước thải của lưu vực các sông bởi thông số BOD5:TN cho thấy nước thải lưu vực sông Cầu Bây cũng tương tự như lưu vực sông tại Hà Nội như Tô Lịch, Kim Ngưu và sông Sét (nhà máy XLNT Yên Sở); tại thành phố Hồ Chí Minh như Kênh Đôi – Tẻ (nhà máy XLNT Bình Hưng), Kênh nước. .. Nam TP có thể xử lý được bằng sinh học mà không phải bổ sung nguồn C; Nói chung, nước thải lưu vực sông Cầu Bây tương tự với nước thải đầu vào của hầu hết các nhà máy xử lý nước thải đang vận hành tại Việt Nam có BOD5 thấp, TN cao TN cao có thể được lý giải do ảnh hưởng của các nguồn thải có TN cao Hầu như các nhà dân nông thôn hoặc bán thành thị đều có chăn nuôi gia đình, nước thải từ nước sạch chuồng... Nước thải lưu vực sông Cầu Bây Kết quả phân tích 4 đợt lấy mẫu trực tiếp đối với nước thải lưu vực sông Cầu Bây (mẫu M10) như Bảng 3-1 cho thấy tất cả các thông số chủ yếu trong nước thải lưu vực sông Cầu Bây đều vượt QCCP, cao nhất là NH4+-N vượt đến 8,6 lần, SS vượt 4,6 lần, BOD5 vượt 3,6 lần, TN vượt 3,0 lần, COD vượt 2,9 lần, TP vượt 1,16 lần; PCB vượt 1,15 lần Đặc tính của nước thải lưu vực sông. .. các chất POP khác do phân hủy sinh học và hấp phụ - loại bỏ cùng bùn dư Nghiên cứu sự biến động các chất ô nhiễm trong sông Cầu Bây theo mùa (mùa khô, mùa mưa) để có thể đề xuất thêm các giải pháp vận hành linh động 4 - Kiế n nghi ̣ Sớm đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải cải thiện môi trường sông Cầu Bây, giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người; - Áp dụng công... thể xử lý TN của hầu hết các nhà máy XLNT tại Việt Nam hiện nay đạt QCCP cột A mà không phải bổ sung nguồn C từ bên ngoài 4.3 Kết luận chương 4 Trên cơ sở đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây được nghiên cứu ở chương 3, phù hợp với giả thuyết và mô hình thí nghiệm được thiết lập ở chương 2, kết quả nghiên cứu chương 4 cho thấy công nghệ mới L-SBR phù hợp cho nước thải lưu vực sông Cầu Bây, xử lý. .. TN, TP, PCB vận hành mô hình bể L-SBR (với nước thải lấy từ lưu vực sông Cầu Bây) trong điều kiện duy trì MLSS 16 3.600mg/l (trung bình của mức tối ưu được xác định ở thí nghiệm 1) như Hình 4-3 ÷ Hình 4-9 đều đạt QCCP cột A Nồng độ các thông số sau xử lý không phụ thuộc vào BOD5:TN chứng tỏ hiệu suất xử lý sự phụ thuộc vào nguồn C trong MLSS hơn là trong chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải do có nồng ... Do đánh giá đặc tính nước thải lưu vực sông Cầu Bây để đề xuất giải pháp công nghệ xử lý phù hợp có ý nghĩa quan trọng Luận án Nghiên cứu, đánh giá số chất ô nhiễm chủ yếu sông Cầu Bây – Hà Nội,. .. giá xác định đặc tính chủ yếu nước thải lưu vực sông Cầu Bây làm sở cho việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp - Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho xử lý nước thải. .. Nội, đề xuất giải pháp xử lý nước thải phù hợp đáp ứng tính cần thiết vấn đề nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu Đánh giá mức độ ô nhiễm số chất ô nhiễm chủ yếu nước trầ m tić h sông Cầu Bây - Đánh