Hiện trạng môi trường nước tỉnh bắc ninh và phương án giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước tại các khu vực làng nghề bắc ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC THẮNG HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TỈNH BẮC NINH VÀ PHƯƠNG ÁN GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÁC KHU VỰC LÀNG NGHỀ BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC HÀ NỘI – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC THẮNG HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TỈNH BẮC NINH VÀ PHƯƠNG ÁN GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÁC KHU VỰC LÀNG NGHỀ BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mà SỐ : …………………………… NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN VĂN CÁCH HÀ NỘI – 2010 Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung đề tài “ Nghiên cứu, phân tích trạng môi trường tỉnh Bắc ninh phương án giảm thiểu ô nhiễm môi trường khu vực làng nghề Bắc ninh ” PGS.TS Nguyễn Văn Cách hướng dẫn thực chép tác giả hay tổ chức nước Nếu luận văn chép công trình khác xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà nội, ngày… tháng……năm 2010 Học viên Nguyễn Đức Thắng Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận động viên giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, quan, đồng nghiệp bạn bè Trước tiên, xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Văn Cách – Viện CNSH & Thực phẩm trường đại học Bách Khoa Hà Nội, trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ suốt thời gian làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô giáo thuộc Viện CNSH & Thực phẩm trường đại học Bách Khoa Hà Nội giảng dạy giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Trạm quan trắc phân tích môi trường - Sở tài nguyên môi trường Bắc Ninh đặc biệt Ban lãnh đạo Trạm anh chị em Phòng phân tích cung cấp tài liệu, tạo điều kiện giúp đỡ tìm hiểu, thu thập số liệu – thông tin phục vụ cho luận văn Và cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban quản lý dự án, sở sản xuất tạo điều kiện cho tham gia, quan sát trực tiếp thực đề xuất thử nghiệm giúp hoàn thành luận văn Người thực Nguyễn Đức Thắng Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình 1: Khu vực lò nung cán thủ công làng nghề Đa Hội .18 Hình 2: Phế liệu ngổn ngang cá chết Văn Môn – Yên Phong 19 Hình 3: Bèo cháy dòng nước ô nhiễm nặng Đại Bái 19 Hình 4: Kênh khu vực sản xuất Làng nghề Tương Giang 20 Hình 5: Cống thải rác thải bờ sông NHK Phú lâm- Phong Khê .22 Hình 6: Mương dẫn nước thải làng nghề Đại Lâm – Tam đa – Yên Phong 23 Hình 7: Ao bị ô nhiễm Đồng Kỵ 24 Hình 8: Cống thải cụm công nghiệp Tam Giang – Vọng nguyệt .25 Hình 9: Mô hình xử lý nước thải sơ CSSX Minh béo 58 Hình 10: Bố trí công nghệ xử lý nước thải kết hợp sinh học CSSX Minh Béo .58 Hình 11: Bố trí kết hợp xử lý sinh học sau bể Biogas nhà Nguyễn Thị Kiều .60 Hình 12: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải tập trung Tam Đa 62 Hình 13: Hệ thống xử lý nước thải tập trung Khắc Niệm 67 Hình 14: Hệ thống ống bơm hút bùn 69 Hình 15: Chi tiết ngăn phơi bùn.………………………………………………… 69 Hình 16: Sơ đồ sân phơi bùn…………………………………… 70 Hình 17: Xử lý nước thải công nghệ tuyển Thôn Đào Xá – Phong Khê 75 Hình 18: Cải tạo hệ thống tuyển cách cấp khí bổ xung bể điều hòa 76 Hình19: Công nghệ Hóa lý kết hợp với chuỗi hồ sinh học tự nhiên có cấp khí bổ xung hồ lắng kết hợp thực vật……………… .78 Hình 20: Xử lý nước thải dệt nhuộm sơ áp dụng 82 Hình 21: Xử lý nước thải sơ cải tiến kết hợp công nghệ sinh học 83 Hình 22: Hệ thống xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm phương pháp sinh học kết hợp keo tụ - tạo bông……………………… 85 Hinh 23: Hệ thống xử lý nước thải sơ nhà Ông Nguyễn Tiến Hìu .90 Hình 24: Cải thiện mô hình nước thải sơ nhà CSSX Nguyễn Tiến Hìu .90 Hình 25: Mô hình xử lý nước thải sở mạ kim loại theo phương pháp hóa lý kết hợp sinh học……………………… 92 Hình 26: Phương án hóa lý kết hợp tháp lọc sinh học 94 Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU TRONG LUẬN VĂN ƒ BOD5: Nhu cầu oxy sinh hóa ( nhiệt độ nuôi cấy 200C, sau ngày) ƒ COD: Nhu cầu oxy hóa học ƒ DO: Nồng độ oxy hòa tan ; C5H7NO2 : Biểu diễn tế bào vi khuẩn ƒ CSSX: Cơ sở sản xuất ƒ Sông NHK: Sông Ngũ Huyện Khê ƒ LV: Lưu vực ; G: giếng ƒ KCN: Khu Công nghiệp ƒ CCN: Cụm công nghiệp ƒ TSS: Tổng hàm lượng chất lơ lửng ƒ TCCP: Tiêu chuẩn cho phép ƒ PAA: Poliacrylamit/CH2CHCONH2 ƒ Polymer: Hóa chất kết ƒ UASB: Xử lý nước thải bùn kị khí ƒ SS: Chất rắn lơ lửng ƒ XLNT: Xử lý nước thải ƒ TCVN: Tiêu chuẩn việt nam ƒ T – N: Tổng nitơ ƒ T – P: Tổng phospho ƒ TCVN 5945: 1995: Tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp ƒ TCVN 5945: 2005: Tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp (thay TCVN 5945: 1995) ƒ TCVN 5942: 1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt ƒ TCVN 5944: 1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm ƒ TCVN 7732: 2007: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải giấy, bột giấy ƒ TCVN 6984 – 2001: Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 LÝ THUYẾT VỀ NƯỚC THẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÁC LÀNG NGHỀ BẮC NINH 1.1.1: Lý thuyết nước thải 1.1.1.1: Nguồn gốc nước thải 1.1.1.2: Phân loại nước thải 1.1.1.3: Thành phần tính chất cặn nước thải 1.1.1.4: Nhu cầu oxy sinh hóa nhu cầu oxy hóa học 1.1.1.5: Oxy hòa tan(DO) 1.1.1.6: Thành phần thức ăn(chất nền) nước thải 1.1.1.7: Trị số pH 1.1.1.8: Các hợp chất nitơ, phospho nước thải .7 1.1.1.9: Các hợp chất vô nước thải .8 1.1.1.10: Thành phần vi sinh nước thải 1.1.2: Phương pháp luận đánh giá công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường nước làng nghề 10 1.1.2.1: Các tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý 10 1.1.2.2: Ý nghĩa việc đánh giá công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường .11 1.2 ĐÁNH GIÁ CHUNG HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG BẮC NINH VÀ CÁC LÀNG NGHỀ 11 1.2.1: Những nét chung Bắc Ninh làng nghề tỉnh 11 1.2.2: Hiện trạng môi trường nước toàn tỉnh năm 2009 12 Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… 1.2.2.1: Nước đất 13 1.2.2.2: Nước mặt .13 1.2.2.3: Nước thải .14 1.2.3: Hậu ô nhiễm 25 1.3 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC LÀNG NGHỀ VÀ ĐÁNH GIÁ 27 1.3.1: Chính sách quản lý môi trường .27 1.3.2: Ý thức người dân làng nghề 27 1.3.3: Hiện trạng vấn đề xử lý nước thải .28 1.3.3.1: Với làng nghề dệt nhuộm 28 1.3.3.2: Với làng nghề tái chế giấy 28 1.3.3.3: Với làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm 29 1.3.3.4: Với làng nghề tái chế kim loại 29 1.3.3.5: Với làng nghề chế biến lâm sản 29 1.3.4: Đánh giá biện pháp xử lý giải pháp đề xuất xử lý giảm thiểu có ứng dụng công nghệ sinh học 29 1.4 ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀO XỬ LÝ NƯỚC THẢI .30 1.4.1: Mục đích trình xử lý sinh học 30 1.4.2: Quá trình biến đổi, tăng trưởng lượng cần để hoạt động vi sinh vật 30 1.4.2.1: Vai trò Enzyme .31 1.4.2.2: Vai trò lượng 31 1.4.2.3: Vai trò dinh dưỡng .32 1.4.2.4: Sự tăng trưởng vi sinh vật số lượng khối lượng 32 1.4.2.5: Sự tăng trưởng môi trường hỗn hợp 33 1.4.2.6: Động học trình xử lý sinh học 33 1.4.3: Các trình sinh học xử lý nước thải 33 1.4.3.1: Quá trình hiếu khí 35 1.4.3.2: Quá trình yếm khí 38 Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… 1.4.3.3: Quá trình thiếu khí 41 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1: NGUYÊN VẬT LIỆU .43 2.1.1: Đánh giá chung 43 2.1.2: Danh mục thiết bị đo – hóa chất – sở khảo sát 43 2.1.2.1: Cơ sở chung .43 2.1.2.2: Danh mục thiết bị đo .43 2.1.2.3: Danh mục hóa chất .43 2.1.2.4: Danh mục sở khảo sát .43 2.1.3: Xây dựng công trình sinh học dựa sở ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải 44 2.1.3.1: Công trình sinh học hiếu khí 44 2.1.3.2: Công trình sinh học yếm khí 46 2.1.3.3: Công trình sinh học thiếu khí 46 2.2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 PHÂN TÍCH TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ NGUYÊN NHÂN TỒN TẠI ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC NGUY CƠ RỦI RO ẢNH HƯỞNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC .49 3.1.1: Nguyên nhân tồn 49 3.1.1.1: Nguyên nhân chủ quan 49 3.1.1.2: Nguyên nhân khách quan .49 3.1.2: Nguy rủi ro 50 3.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG GIẢI QUYẾT GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC CHUNG TẠI CÁC LÀNG NGHỀ, ĐỀ XUẤT CÁC CAN THIỆP CÔNG NGHỆ VÀO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHƯA CÓ HOẶC CÓ SẴN VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG CÓ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC .51 Luận văn cao học Nguyễn Đức Thắng …………………………………………………………………………………………………… 3.2.1: Quy hoạch lại làng nghề 52 3.2.2: Giáo dục môi trường nâng cao ý thức cộng đồng 52 3.2.2: Giáo dục môi trường nâng cao ý thức cộng đồng 52 3.2.3: Xây dựng hương ước bảo vệ môi trường 52 3.2.4: Thực siết chặt nguyên tắc gây ô nhiễm phải trả tiền 53 3.2.5: Thực biện pháp cải thiện kỹ thuật công nghệ 53 3.2.6: Thực đề xuất can thiệp thử nghiệm vào xử lý nước thải phương pháp công nghệ sinh học bước đầu xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung theo phương án công nghệ sinh học tiếp cận 54 3.2.7: Giám sát chất lượng môi trường .55 3.3 TRIỂN KHAI HƯỚNG GIẢI QUYẾT XỬ LÝ, CAN THIỆP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÁC LÀNG NGHỀ VÀ BƯỚC ĐẦU XÂY DỰNG CÁC QUY TRÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẬP TRUNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ SINH HỌC KẾT HỢP 55 3.3.1: Giải pháp cho làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm 56 3.3.1.1:Đánh giá, điều tra xây dựng phương án 56 3.3.1.2:Phương án công nghệ áp dụng 57 3.3.1.3:Bùn – Khởi động hệ thống sinh học phương án xử lý 68 3.3.2: Công trình hệ thống xử lý tập trung nước thải KCN Phong Khê -Thành Phố Bắc Ninh(Tiểu dự án cải thiện môi trường sông Ngũ Huyện Khê ) 72 3.3.2.1: Đánh giá, điều tra xây dựng phương án .73 3.3.2.2: Phương án công nghệ áp dụng 75 3.3.3: Công trình hệ thống xử lý nước thải tập trung nước thải làng nghề dệt nhuộm 81 3.3.3.1: Đánh giá, điều tra xây dựng phương án .81 3.3.3.2: Phương án công nghệ áp dụng 82 3.3.4: Xây dựng phương án xử lý nước thải tập trung làng nghề tái chế kim loại 87 3.3.4.1: Đánh giá, điều tra xây dựng phương án .87 Bảng 6: Kết quan trắc nước thải khu công nghiệp địa bàn tỉnh năm 2009 STT Tân Hồng – Hoàn Sơn T5 T8 T 11 T2 T5 T8 T 11 T2 T5 T8 T 11 T2 T5 T8 T 11 PH 5.5-9 6,7 6,5 6,5 6,7 7,1 6,5 6,5 6,6 6,7 6,8 6,4 6,5 6,8 6,9 6,2 7,2 50 - 30,2 20 7,8 - 28,1 32 7,8 - 14,7 62 6,5 - 36,9 6,8 COD 80 56 79 51 29 22 46 79 20 61 31 147 19