Nghiên cứu ứng dụng các loài thực vật thủy sinh ở tỉnh vĩnh phúc

vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu ứng dụng loài thực vật thủy sinh tỉnh Vĩnh Phúc xử lý nước thải” thực với hướng dẫn PGS.TS Hoàng Thị Thu Hương Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, kết luận văn làm thực nghiệm, xác định đánh giá Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Đỗ Thị Lƣơng Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY i vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, thầy giáo, cô giáo Viện Khoa học Công nghệ môi trường – Trường Đại học Bách Hà Nội truyền dạy cho kiến thức thiết thực tạo điều kiện thuận lợi trình học tập để hoàn thành khóa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Hoàng Thị Thu Hương người trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ suốt trình làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Trung tâm Quan trắc TN&MT tỉnh Vĩnh Phúc – Sở Tài nguyên Môi trường Vĩnh Phúc tạo điều kiện thuận lợi thời gian chế độ làm việc giúp hoàn thành khóa học luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn tới quan, đơn vị, cá nhân giúp đỡ trình thu thập tài liệu, tham quan thực tế phục vụ đề tài Xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp quan giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho suốt trình học tập hoàn thành khóa học Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Đỗ Thị Lƣơng Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY ii vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu ôxy sinh hóa BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường CHC : Chất hữu COD : Nhu cầu ôxy hóa học GTTB : Giá trị trung bình KCN : Khu công nghiệp KLN : Kim loại nặng KT-XH : Kinh tế - xã hội NTSH : Nước thải sinh hoạt QCVN : Quy chuẩn Kỹ thuật Việt Nam SMEWW : Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước nước thải TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng TP : Thành phố TSS : Chất rắn lơ lửng TVTS : Thực vật thủy sinh UBND : Ủy ban nhân dân VSV : Vi sinh vật XLNT : Xử lý nước thải XLNTSH : Xử lý nước thải sinh hoạt Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY iii vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT MỤC LỤC MỤC LỤC .I DANH MỤC BẢNG III DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ IV MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT 1.2 TỔNG QUAN VỀ NTSH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC 1.2.1 Hiện trạng thu gom xử lý nước thải sinh hoạt khu đô thị 1.2.2 Hiện trạng thu gom xử lý nước thải sinh hoạt vùng nông thôn 1.3 HIỆN TRẠNG NƢỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC 10 1.3.1 Hiện trạng nước mặt khu đô thị 10 1.3.2 Hiện trạng nước mặt khu vực nông thôn, làng nghề 15 1.4 ỨNG DỤNG CỦA THỰC VẬT THỦY SINH TRONG XLNTSH 18 1.4.1 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm TVTS 18 1.4.2 Phạm vi ứng dụng thực vật thủy sinh xử lý nước thải 22 1.4.3 Ưu, nhược điểm công nghệ sử dụng TVTS XLNT 34 1.4.4 Ứng dụng công nghệ XLNTSH TVTS Việt Nam 35 1.4.5 Đặc điểm loài TVTS tuyển chọ CHƢƠNG II 37 41 2.1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 41 2.2 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 41 2.2.1 Đối tượng thực vật 41 2.2.2 Đối tượng nước thải 41 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY i vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.3.1 Phương pháp phân tích 41 2.3.2 Mô hình thí nghiệm 42 2.4 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 44 2.4.1 Nghiên cứu sơ lựa chọn thực vật 44 2.4.2 Nghiên cứu XLNTSH khu vực thôn Cổ Tích, xã Đồng Cương 44 CHƢƠNG III KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 46 3.1 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NTSH KHU VỰC LỰA CHỌN NGHIÊN CỨU 46 3.2 NGHIÊN CỨU SƠ BỘ ĐỂ LỰA CHỌN THỰC VẬT XỬ LÝ 47 3.3 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI THÔN CỔ TÍCH-XÃ ĐỒNG CƢƠNG 52 3.3.1 Vị trí thời gian lấy mẫu nước thải thôn Cổ Tích 52 3.3.2 Kết nghiên cứu xử lý nước thải thôn Cổ Tích TVTS 55 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XLNTSH QUY MÔ CỤM DÂN CƢ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC 60 4.1 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH XLNTSH KHU VỰC NÔNG THÔN 60 4.2 TÍNH TOÁN THÍ ĐIỂM QUY TRÌNH XLNT QUY MÔ THÔN 62 4.2.1 Số liệu tính toán 62 4.2.2 Tính toán thông số bể Bastaf 63 4.2.3 Tính toán thông số bãi lọc ngầm 68 4.2.4 Tính toán chi phí hệ thống XLNT 70 4.3 PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG XLNTSH 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 Kết luận 74 Kiến nghị 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY ii vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Định mức tải lượng chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt Bảng Các thông số ô nhiễm hệ thống xử lý NTSH TP.Vĩnh Yên Bảng 1.3 Hiện trạng nước mặt địa bàn thị xã Phúc Yên qua giai đoạn 12 Bảng 1.4 Hiện trạng nước mặt huyện Bình Xuyên, Tam Đảo qua giai đoạn 13 Bảng 1.5 Hiện trạng nước mặt vùng nông thôn, làng nghề giai đoạn 16 Bảng 2.1 Các phương pháp phân tích áp dụng 42 Bảng 3.1 Kết phân tích chất lượng NTSH thôn Cổ Tích 46 Bảng 47 Bảng 47 48 Bảng 3.5 Thông số nước thải đợt nghiên cứu 52 Bảng 3.6 Nồng độ chất ô nhiễm thay đổi theo thời gian đợt nghiên cứu 54 Bảng 4.1 Tính chất nước thải đầu vào đầu hệ thống 63 Bảng 4.2 Thời gian lưu nước thải tối thiểu vùng lắng bể tự hoại 66 Bảng 4.3 Thời gian cần thiết để phân huỷ cặn theo nhiệt độ 67 Bảng 4 Đặc điểm thông số cho lớp bề mặt 69 Bảng 4.5 Tổng hợp công việc chi phí xây dựng bể Bastaf 71 Bảng 4.6 Tổng hợp công việc chi phí xây dựng bãi lọc ngầm 71 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY iii vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Thành phần nước thải sinh hoạt Hình 1.2 Hệ thống xử lý NTSH tập trung thành phố Vĩnh Yên Hình 1.3 Diễn biến nồng độ BOD5, COD Đầm Vạc - Vĩnh Yên 10 Hình 1.4 Diễn biến nồng độ NH4+, PO43- Đầm Vạc - Vĩnh Yên 11 Hình Sơ đồ cánh đồng tưới 24 Hình 1.6 Mô hình CW 27 Hình 1.7 Một số loài thực vật mặt nước 31 Hình 1.8 Thực vật ngập nước 32 Hình 1.9 Các TVTS có thân nhô khỏi mặt nước sử dụng phổ biến bãi lọc 33 Hình Hình ảnh thiết bị thí nghiệm 43 Hình 2 Hình ảnh nghiên cứu thực nghiệm 45 Hình 3.1 Khả xử lý BOD5 loài thực vật theo thời gian 48 Hình 3.2 Khả xử lý COD loài thực vật theo thời gian 49 Hình 3.3 Khả xử lý tổng P loài thực vật theo thời gian 49 Hình 3.4 Khả xử lý tổng N loài thực vật theo thời gian 50 Hình 3.5 Ứng dụng Phát Lộc 51 Hình 3.6 Hiệu suất xử lý BOD5 55 Hình 3.7 Hiệu suất xử lý COD 55 Hình 3.8 Hiệu suất xử lý NH4+ TVTS 56 Hình 3.9 Hiệu suất xử lý PO43- TVTS 57 Hình 4.1 Quy trình xử lý nước thải tuyến cụm dân cư 61 Hình 4.2 Cấu tạo bể Bastaf 64 Hình 4.3 Nguyên tắc hoạt động bãi lọc dòng chảy ngang 64 Hình 4.4 Cấu trúc bãi lọc dòng chảy ngang điển hình 68 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY iv vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Hiện nay, hầu hết đô thị địa phương tỉnh Vĩnh Phúc chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư, khu du lịch, dịch vụ thương mại nước thải khu tiểu thủ công nghiệp chưa qua xử lý nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt Trong đó, phương pháp xử lý nước thải đa dạng như: Phương pháp học, phương pháp vật lý, phương pháp sinh học,… Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng, nhiên phương pháp cơ, lý, hóa có nhược điểm giá thành cao, vận hành cần có cán có trình độ khoa học, khó chuyển giao rộng rãi [2]…Vì vậy, việc nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải phù hợp với điều kiện tỉnh Vĩnh Phúc cần thiết Xử lý nước thải công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh áp dụng nhiều nơi giới với ưu điểm rẻ tiền, dễ vận hành đồng thời mức độ xử lý ô nhiễm cao Đây giải pháp công nghệ xử lý nước thải điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, cho phép đạt hiệu suất cao, chi phí thấp ổn định, đồng thời làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường, hệ sinh thái địa phương Sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nước thải sau xử lý có giá trị kinh tế [3] Mặt khác, Việt Nam nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm, thích hợp cho phát triển loại thực vật thủy sinh Trong đó, ứng dụng thực vật thủy sinh địa Vĩnh Phúc việc xử lý nước thải sinh hoạt chưa nghiên cứu Do lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng loài thực vật thủy sinh tỉnh Vĩnh Phúc xử lý nước thải” làm nội dung luận văn tốt nghiệp cao học ngành Quản lý Tài nguyên Môi trường với mong muốn tìm hiểu giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt phù hợp với điều kiện địa phương Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng loài thực vật thủy sinh tỉnh Vĩnh Phúc xử lý nước thải sinh hoạt đề xuất mô hình xử lý nước thải sinh hoạt nông thôn có hiệu cho địa phương Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu thực với đối tượng nước thải tuyến cụm dân cư thôn Cổ Tích, xã Đồng Cương, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc Nội dung, phƣơng pháp nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu tuyển chọn thực vật thủy sinh có khả xử lý nước thải sinh hoạt địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc Lựa chọn loại thực vật thủy sinh phù hợp xử lý nước thải sinh hoạt Đã đề xuất quy trình xử lý quy mô thôn Cổ Tích, xã Đồng Cương, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm; Thu thập thông tin; Tham khảo ý kiến chuyên gia; Phân tích, nhận xét, đánh giá thông tin; Xử lý số liệu Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT giũ, tẩy , vệ sinh cá nhân… C Trong nước thải sinh hoạt, chất hữu chiếm khoảng 50-60% tổng chất Các chất hữu bao gồm chất hữu thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy chất hữu động vật: chất thải tiết người Các chất hữu nước thải theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu protein (chiếm khoảng 4060%), hydratcacbon (25-50%), chất béo, dầu mỡ (10%) [33] Urê chất hữu quan trọng nước thải sinh hoạt Nồng độ chất hữu thường xác định thông qua tiêu BOD, COD dao động khoảng 150-450mg/l theo trọng lượng khô, có khoảng 20% CHC khó bị phân hủy sinh học Bên cạnh chất nước thải chứa liên kết hữu tổng hợp: chất tẩy rửa tổng hợp mà điển hình chất hoạt động bề mặt (Alkyl Benzen Sunfonat - ABS) khó xử lý phương pháp sinh học gây nên tượng sủi bọt trạm xử lý nước thải mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải [33] Các chất vơ nước thải chiếm 40-42% gồm chủ yếu: cát, đất sét, axit, bazơ vô cơ, Nước thải chứa hợp chất hóa học dạng vô sắt, magie, caxi, silic, nhiều chất hữu sinh hoạt phân, nước tiểu chất thải khác như: cát, sắt, dầu mỡ Nước thải vừa xả thường có tính kiềm, trở nên có tính axít thối rữa Ngoài ra, nước thải sinh hoạt có mặt nhiều dạng vi sinh vật: vi khuẩn, vi rút, nấm, rong tảo, trứng giun sán Trong số dạng vi sinh vật đó, có vi trùng gây bệnh, dịch bệnh tả, lỵ, thương hàn có nước thải Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT Nước Nước vào Hình 4.2 Cấu tạo bể Bastaf [2] * Nguyên lý hoạt động: Nước thải chung tuyến cụm dân cư thu gom từ cống, rãnh thoát nước thải đưa bể Bastaf (hình 4.2) Nước thải đưa vào ngăn thứ bể với thời gian lưu ngày, có vai trò làm ngăn lắng, lên men kỵ khí, đồng thời điều hòa lưu lượng nồng độ chất bẩn dòng nước thải Tiếp theo nước thải đưa qua ngăn kỵ khí, nước thải lưu với thời gian ngày, vi sinh vật hô hấp yếm khí, hô hấp tùy tiện sử dụng hợp chất hữu nước thải làm thức ăn để tổng hợp thành sinh khối Quá trình phân hủy làm cho lượng sinh khối vi sinh vật tăng lên, bám dính lại với làm tăng khối lượng chúng kéo lắng xuống Tiếp sau nước thải đưa qua ngăn lọc kỵ khí có tác dụng lọc cặn lơ lửng có kích thước lớn Bể lọc kỵ khí có nguyên tắc hoạt động lắng kết hợp với tiêu hoá bùn Nước thải từ bể Bastaf dẫn qua hệ wetland (chọn bãi lọc trồng dòng chảy ngầm theo phương ngang) Nước vào Hào thu nước Nước Hình 4.3 Nguyên tắc hoạt động bãi lọc dòng chảy ngang Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 64 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT Tại diễn trình phân hủy gần toàn phần chất hữu có nước thải nhờ trình hấp thụ rễ cây, trình xử lý sinh học lớp màng vi sinh vật bám quanh giá thể Đồng thời chất dinh dưỡng N, P xử lý nhờ rễ hấp thụ để phục vụ trình phát triển Nước thải trước đưa vào bãi lọc dòng chảy ngang phải qua xử lý, đặc biệt với chất rắn lơ lửng nguy bị tắc nghẽn cao Hiện tượng tắc nghẽn bãi lọc dòng chảy ngang chất rắn lơ lửng bùn khoáng sinh học vừa hình thành từ phân huỷ CHC Do thiết kế bãi lọc dòng chảy ngang, phần phía trước bãi lọc cần phải có khoảng trống có dung lượng nhỏ đủ để giữ lại chất rắn lơ lửng đủ lớn để phân phối chất rắn lơ lửng lọc qua Sau xử lý bãi lọc trồng dòng chảy ngang nước thải thoát kênh, mương thủy lợi dùng để tưới tiêu cho cánh đồng lân cận * Tính toán [2, 10]: - Dung tích bể tự hoại cải tiến tính theo công thức sau: V = Vư + Vk Trong đó: + Vư: Dung tích ướt bể Bastaf (m3) + Vk: Dung tích phần lưu không, tính từ mặt nước lên đan nắp bể (m3) - Dung tích ướt bể Bastaf xác định sau: Vư = Vn + Vc Trong đó: + Vn: Dung tích vùng lắng bể (m3) + Vc: Dung tích vùng chứa bùn cặn vùng váng bể (m3) - Dung tích vùng nắng cặn bể tính sau: Vn = Q x t n Trong : Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 65 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT + Q: Lưu lượng nước trung bình nước thải chảy vào bể (m3/ngày), chiếm khoảng 60% lượng thải tính theo lượng nước cấp = 60m3/ng.đ x 60% = 36 m3/ngày - Với công thức : Q= N x q0/1000 Trong đó: + N: Dân số tính toán (người): N = 1.000 người + q0: Tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt vào bể (l/người/ngày): 80 x 80% = 64 m3/ng.đ (lượng nước thải chiếm khoảng 80% lượng nước cấp) Lấy tròn 60m3/ng.đ (tương đương q0= 60 (l/người/ngày)) tn: Thời gian lưu nước tối thiểu bể (ngày), xác định theo bảng 4.2 Bảng 4.2 Thời gian lƣu nƣớc thải tối thiểu vùng lắng bể tự hoại [2, 10] Thời gian lƣu nƣớc tối thiểu t*n(ngày) Bể tự hoại xử lý nƣớc đen Bể tự hoại xử lý nƣớc đen từ nƣớc xám khu vệ sinh 14 0,5 * Thời gian lưu nước tối thiểu để đảm bảo hiệu suất trình tách cặn, tính đến hệ số không điều hoà lưu lượng nước thải chảy vào bể Lƣu lƣợng nƣớc thải Q (m3/ngày) Ta chọn: tn= ngày Vậy dung tích vùng lắng là: Vn = (1000 x 36 x 1)/1000 = 36 m3 + Dung tích vùng chứa bùn cặn váng tính sau: Vc = V b + V t + V v Trong đó: Vb: Dung tích phần cặn tươi (đang phân huỷ) (m3) Vt: Dung tích phần cặn tích luỹ (đã phân huỷ) (m3) Vv: Dung tích phần lắng vùng bể tự hoại (m3) Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 66 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT + Dung tích phần cặn tươi xác định sau: Vb = 0,5 x N x tb/1000 Trong đó: 0,5: Lượng cặn tươi trung bình vùng phân huỷ (l/người/ngày) tb: Thời gian cần thiết để phân huỷ cặn (ngày), xác định theo (bảng 4.3) Bảng 4.3 Thời gian cần thiết để phân huỷ cặn theo nhiệt độ [2] Nhiệt độ nước thải 10 15 20 25 30 35 Thời gian cần thiết để phân huỷ cặn (ngày) 104 63 47 40 33 28 Chọn nhiệt độ nước thải đầu vào = 200C ta có: tb = 47 ngày Vb = 0,5 x N x tb/1000 = 0,5 x 1000 x 47/1000 = 23,5 m3 - Dung tích phần cặn tích luỹ: Vt = r x N x T/1000 Trong đó: r: Lượng cặn tích luỹ bể người năm (l/người/năm) Đối với bể Bastaf xử lý nước đen nước xám: r = 40 l/người/năm T: khoảng thời gian hai lần hút cặn, thường lấy T = năm Vậy dung tích phần cặn tích luỹ: Vt = r x N x T/1000 = 40 x 1000 x 3/1000 = 120 m3 - Dung tích phần vùng bể Vv: lấy 0,4xVt đến 0,5xVt Có thể tính sơ Vv, lấy chiều dày lớp váng 0,2m đến 0,3m Chọn Vv 0,5xVt Vv = 0,5 x Vt = 0,5 x 120 = 60 m3 Như vậy, ta có dung tích phần cặn lắng là: Vc = Vb + Vt + Vv = 23,5+ 120 + 60 = 203,5 m3 - Dung tích ướt bể là: Vư = Vn + Vc = 36 + 203,5= 239,5 m3 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 67 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT - Dung tích phần lưu thông mặt nước bể tự hoại Vk lấy 20% dung tích ướt, theo cấu tạo bể; cụ thể: Vk = 239,5× 20/100 = 47,9 (m3) Vậy tổng dung tích bể tự hoại là: V = Vư + Vk = 239,5+47,9= 287,4 (m3) lấy làm tròn V = 288 m3 Ta chọn bể hình chữ nhật bể chia làm ngăn, thông số bể là: Hư =4,0m; B = 4,4m; L = 20m Chọn chiều cao bảo vệ tính từ mặt nước đến nắp đan bể: Hbv = 0,44m Chọn ngăn lắng có B = 2,2 m, L = 20m Chọn ngăn có vách ngăn mỏng có B = 2,2m, L1= L2= L3= 4,4m Chọn ngăn lọc kỵ khí có B = 2,2m, L4=L5= 4,4 m Hiệu suất xử lý bể Bastaf: TSS (70%); BOD, COD (65-70%) 4.2.3 Tính toán thông số bãi lọc ngầm * Tính toán thiết kế: - Chọn đất ngập nước dòng chảy ngang SFS (subsurface flow system), với cấu trúc bãi lọc vật liệu lọc cụ thể: N thô tâm Hình 4.4 Cấu trúc bãi lọc dòng chảy ngang điển hình Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 68 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT - Diện tích bề mặt bãi lọc tính theo công thức [22]: As = + C0: nồng độ BOD5 nước thải đầu vào + Ce: nồng độ BOD5 nước thải đầu + Kt: số tốc độ phản ứng sinh học, dao động từ 0,05÷1 Ở điều kiện 200C, Kt thường chọn 0,3 + d: chiều cao tầng đất 0,6m + α: độ xốp vật liệu - Diện tích mặt cắt ngang vuông góc với hướng dòng chảy: AC = + Ks: độ dẫn thủy lực (m3/m2/ng.đ) + S: độ dốc thủy lực (%) - Chiều rộng hệ thống tính theo công thức: W= - Chiều dài hệ thống: L= - Theo bảng tính toán cho hệ thống lớp bề mặt: Bảng 4 Đặc điểm thông số cho lớp dƣới bề mặt [22] Loại vật liệu Cát trung bình Cát thô Cát sỏi Kích thƣớc hạt (mm) Độ xốp 0,42 0,39 0,35 Độ dẫn thủy lực (KS) (m3/m2/ng.đ ) 420 480 500 K20 1,84 1,35 0,86 - Ta chọn loại cát sỏi nên: + Đường kính: d10 = 8mm + Độ dẫn thủy lực: ks = 500m3/m2/ng.đ + Độ xốp: α = 0,35 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 69 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT + Thực vật trồng bãi lọc: Thủy Trúc/Phát Lộc + Độ dốc lưu vực: s = 1% = 0,01 - Chiều cao tầng đất 0,6m; chiều cao lớp bảo vệ 0,3m - Hằng số tốc độ phản ứng điều kiện 200C, Kt chọn 0,3 - Xác định diện tích mặt cắt ngang bãi lọc: = 7,2 m2 = AC = - Chiều rộng hệ thống: W= = = 12 m - Diện tích bề mặt bãi lọc ngầm: = 673 m2 = As = - Chiều dài hệ thống: L= = = 56 m - Thời gian lưu nước: t= = = 3,92 (~ ng.đ) - Ống phân phối nước làm ống nhựa có khoan lỗ nhỏ Đường kính ống phân phối nước: d = 110mm Hiệu suất xử lý toàn hệ thống sau : khoảng 71-88% 4.2.4 Tính toán chi phí hệ thống XLNT Chi phí cho việc đầu tư hệ thống bao gồm chi phí nạo vét rãnh thu gom, thoát nước thải trước xây dựng bể; chi phí xây dựng bể Bastaf chi phí xây dựng bãi lọc ngầm chi phí vận hành * Chi phí xây dựng bể Bastaf: Chi phí đầu tư cho công việc xây dựng bể Bastaf liệt kê (bảng 4.5) Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 70 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT Bảng 4.5 Tổng hợp công việc chi phí xây dựng bể Bastaf TT Công việc Đơn vị Khối lƣợng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) 02 20.000.000 40.000.000 225 50.000 11.250.000 Tập huấn nâng cao ý thức người dân việc thu gom Lớp xử lý nước thải sơ hộ gia đình (100người/lớpx2 lớp) Chi phí nạo vét cống rãnh m3 trước xây dựng Chi phí xây dựng bể Tổng cộng chi phí đầu tƣ xây dựng bể - 500.000.000 500.000.000 551.250.000 Khi vào hoạt động không tốn chi phí vận hành bể, định kỳ từ 3-5 năm tiến hành thông hút, nạo vét bùn cặn vệ sinh bể * Chi phí đầu tƣ xây dựng vận hành bãi lọc ngầm: Công việc thực chi phí xây dựng bãi lọc ngầm liệt kê (bảng 4.6) Bảng 4.6 Tổng hợp công việc chi phí xây dựng bãi lọc ngầm TT Công việc Đào móng máy đào 250cm, đổ thủ công, M150, PC30, đá 2x4 Xây tường thẳng gạch 6, 5x10, 5x22, dày ≤33cm, cao ≤4m, VXM M75 Bê tông lanh tô, mái hắt, máng nước, đan, ô văng, đổ thủ công, M200, PC30, đá 1x2 Ván gỗ sàn, lanh tô, máng nước, đan Lắp dựng cốt thép lanh tô liền 10 mái hắt, máng nước, ĐK thép Đơn vị Khối lƣợng Đơn giá Thành tiền 100m3 4,0380 1.345.795 5.434.320 100m3 4,0380 1.082.658 4.371.773 m2 m3 m3 673,0000 80,1700 51,1200 9.000 263.311 288.533 6.057.000 21.109.643 14.749.807 100m3 0,5418 19.354.434 10.486.232 m3 0,8264 967.173 799.272 m3 2,0143 1.352.426 2.724.191 m3 0,6890 1.345.404 926.984 100m2 0,168 7.995.148 1.343.185 Tấn 0,0861 19.560.290 1.684.141 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 71 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT TT Công việc Đơn vị ≤10mm, cao ≤4m Trát tường trong, dày 2cm, 11 m2 VXMCV M100 Trát tường ngoài, dày 1,5cm, 12 m2 VXM M75 13 Ống thoát nước PVC D110 m 14 Cút nối Cái 15 Ống lọc ngầm m Cây trồng (Thủy Trúc/Phát 16 Lộc): 13 Cây khóm/1m2x673=8.749 Tổng cộng chi phí đầu tƣ xây dựng Khối lƣợng Đơn giá Thành tiền 15,1650 39.727 602.460 26,3120 37.144 1.348.773 80,0000 15,0000 15,0000 162.426 99.372 225.478 12.994.080 1.490.580 3.382.170 8.749 1.500 13.123.500 101.418.111 Chi phí vận hành: Chủ yếu chi phí cho 02 nhân công với nhiệm vụ trông coi, cắt tỉa cây, vệ sinh vật liệu lọc, thu hút bùn Bastaf khoảng 25 triệu đồng/năm Với diện tích xây dựng chi phí đầu tư cho bãi lọc ngầm tính toán trên, hoàn toàn phù hợp với quỹ đất điều kiện kinh tế địa phương 4.3 PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG XLNTSH Việc triển khai dự án áp dụng phương pháp tiếp cận có tham gia cộng đồng Thông qua chiến dịch Thông tin, Giáo dục Truyền thông, dự án huy động tham gia đóng góp nhân lực, vật lực cộng đồng dân cư để quản lý tốt chất thải sinh hoạt thôn Dự án gồm hoạt động Tập huấn, Tuyên truyền Xây dựng Trong hoạt động tập huấn, dự án trang bị cho đội ngũ cán nòng cốt địa phương kỹ tập huấn, kỹ truyền thông kiến thức vệ sinh, tác hại chất thải sinh hoạt, không xử lý tốt Sau tập huấn thức, đội ngũ cán nòng cốt thực tập huấn lại cho thành viên ban ngành mình, trực tiếp tập huấn lại cho đại diện hộ gia đình thôn thông qua lớp tập huấn không thức theo xóm Trong trình triển khai dự án, phương pháp tiếp cận có tham gia áp dụng từ khâu khảo sát, lập kế hoạch, suốt trình triển khai thực đến theo dõi đánh giá hiệu quả, tính bền vững dự án kết thúc Trong trình hoạt động dự án, công tác nâng cao nhận thức thông qua hoạt động tập Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 72 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT huấn, tuyên truyền trú trọng triển khai Kinh phí thực dự án thiết phải có đóng góp người dân địa phương, 30% tổng kinh phí dự án Với nguồn kinh phí đối ứng vào dự án, cộng đồng dân cư có trách nhiệm ý thức quyền lợi giám sát hiệu nguồn kinh phí thực dự án Nhằm hạn chế rủi ro, dự án qui mô nhỏ triển khai thí điểm để rút kinh nghiệm trước dự án qui mô lớn triển khai Qua dự án nhỏ, lực tổ chức, quản lý chuyên môn lãnh đạo cộng đồng ngày hoàn thiện giúp tạo đà vững trước triển khai dự án có qui mô lớn Thông qua chiến dịch Thông tin, Giáo dục Truyền thông, dự án huy động tham gia đóng góp nhân lực, vật lực cộng đồng dân cư để quản lý tốt chất thải sinh hoạt thôn Dự án gồm hoạt động Tập huấn, Tuyên truyền Xây dựng Trong hoạt động tập huấn, dự án trang bị cho đội ngũ cán nòng cốt địa phương kỹ tập huấn, kỹ truyền thông kiến thức Vệ sinh, tác hại chất thải sinh hoạt, không xử lý tốt Sau tập huấn thức, đội ngũ cán nòng cốt thực tập huấn lại cho thành viên ban ngành mình, trực tiếp tập huấn lại cho đại diện hộ gia đình thôn thông qua lớp tập huấn không thức theo xóm Kinh phí thực xây dựng HTXL bao gồm: 50% tổng kinh phí tỉnh; 30% tổng kinh phí người dân thôn đóng góp, 20% lại đóng góp từ quỹ thôn hỗ trợ UBND xã Kinh phí vận hành hệ thống (25triệu/năm) đóng góp từ nhân (25 triệu/1.000 người/năm, tương ứng 25nghìn đồng/người/năm), phí đóng góp thu định kỳ tháng/lần tổ VSMT thôn trực tiếp thu với việc thu phí rác thải Sau thời gian vận hành thử bể hệ thống, UBND xã Đồng Cương giao trách nhiệm cho tổ VSMT thôn trực tiếp vận hành quản lý Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 73 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận ực vật thủy sinh phù hợp xử lý nước thải sinh hoạt địa bàn tỉ rõ hiệu thủy sinh việc tăng cường hiệu trình xử lý nước thải - -75% ề xuất mô hình XLNTSH quy mô thôn (200 hộ - 1.000 dân) với nội dung công việc sau: - Tính toán thiết kế bể Bastaf tuyến cụm dân cư thôn Cổ Tích lưu lượng 36 m3/ng.đ (1,458m3/giờ), chi phí đầu tư khoảng 550 triệu đồng - Tính toán thiết kế bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang, diện tích bãi lọc 673m2 với chi phí đầu tư xây dựng khoảng 100 triệu đồng, chi phí vận hành hệ thống khoảng 25 triệu đồng/năm Đánh giá hiệu thực dự án, đề xuất phương án vận hành quản lý hệ thống xử lý nước thải Kiến nghị Tại Việt Nam, phương pháp xử lý nước thải bể Bastaf kết hợp với bãi lọc ngầm trồng mẻ, bước đầu số trung tâm công nghệ môi trường trường đại học áp dụng thử nghiệm, cho kết khả quan, không cần trình độ kĩ thuật cao, vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp, không tốn hóa chất lượng công nghệ xử lý khác Do Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 74 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT vậy, nên ứng dụng rộng rãi mô hình vào thực tế Cần nghiên cứu sâu để tìm yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý Mô hình bể tự hoại cải tiến bãi lọc ngầm xử lý tốt loại nước sinh hoạt ô nhiễm mức cao Vì vậy, nên nghiên cứu mô hình để áp dụng với loại nước thải từ trang trại chăn nuôi, nước thải từ nhà máy chế biến thực phẩm, thủy sản, sản xuất bánh, bún,… Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 75 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: Nguyễn Việt Anh (2008), Nghiên cứu phát triển công nghệ thiêt bị XLNT theo kiểu môđun phù hợp với điều kiện Việt Nam, Đề tài NCKH-CN trọng điểm cấp Bộ: B-2006-03-13-TĐ, Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường, Đại học Xây dựng Hà Nội Nguyễn Việt Anh (2000), Bể tự hoại bể tự hoại cải tiến, NXB Giáo Dục, Hà Nội, trang 6, 44-48 Hội thảo bãi lọc trồng xử lý nước thải, Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị Khu công nghiệp, Đại học Xây dựng Hà Nội Lều Thọ Bách, Trần Hiếu Nhuệ (2008), Giáo trình xử lý nước thải chi phí thấp, NXB Đại học Xây dựng, Hà Nội, trang Phan Nguyên Hồng, Vũ Văn Dũng (1978), Sinh thái thực vật, NXB Giáo dục, Hà Nội, trang 12 Đặng Ngọc Thanh, Hồ Thanh Hải, Dương Đức Tiến (2002), Thủy sinh học thủy vực nước nội địa Việt Nam, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, trang 45-50 Lê Văn Khoa (2005), Đất ngập nước, NXB Giáo Dục, trang 18-25 Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Lê Hiền Thảo (1996), Các trình vi sinh vật công trình thoát nước, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, trang 60-62 Trịnh Xuân Lai (2000), Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, trang 48-65 10 Nguyễn Thị Loan (2007), Báo cáo đề tài nghiên cứu sử dụng biện pháp sinh học để xử lý nước thải, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 11 Trương Hoàng Đàn (2007), Xử lý nước thải bãi lọc trồng cây, công nghệ đem lại nhiều lợi ích cho môi trường, Kỷ yếu hội nghị khoa học - Phát triển bền vững vùng đồng sông Cửu Long 12 Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, trang 44-45 13 Lê Quốc Tuấn (2004), Nghiên cứu xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu bèo tây, Tạp chí Công nghiệp hóa chất số 11/2004 Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 76 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT 14 Trương Thị Nga Võ Thị Kim Hằng (2010), Hiệu xử lý nước thải chăn nuôi rau ngổ lục bình, Tạp chí Khoa học đất, 34/2010 15 Trung tâm Địa môi trường Tổ chức Lãnh Thổ (2012), Báo cáo tình hình phát sinh chất thải sở y tế địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, Vĩnh Phúc 16 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc (2012), Báo cáo trạng môi trường tỉnh Vĩnh Phúc, Vĩnh Phúc 17 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc (2013), Báo cáo trạng môi trường tỉnh Vĩnh Phúc, Vĩnh Phúc 18 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Vĩnh Phúc (2014), Báo cáo trạng môi trường tỉnh Vĩnh Phúc, Vĩnh Phúc 19 Ủy ban nhân dân thành phố Vĩnh Yên (2012), Báo cáo Kết điều tra KT-XH dự án Thoát nước XLNT Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc 20 Ủy ban nhân dân tỉnh Vĩnh Phúc (2015), Báo cáo kết vận hành hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc Tài liệu tiếng Anh 21 Burka, U and Lawrence (1990), Contructed Wetlands in water pollution control, Pergamon Press, Oxford, 193 22 Joe Gelt (1997), Constructed Wetlands: Using Human Ingenuity, Natural Processes to Treat Water, Build Habitat, 87-98 23 Knight, R.L (1992), Wetlandfor wastewater treatment data base, Sydney, Australia 24 Julie K cronk, M Siobhan Fennessy (1993), Wetland plants biology and ecology, Lewis publishers, Florida, 359 25 B.D.Tripathi&Suresh C.Shukla (1991), Biological treatment of wastewater by selected aquatic plants Environmental and Pollution, 69-78 26 Bruce E Rittmann and Perry L McCarty (2001), Environmental Biotechnology: Principles and Application, McGraw – Hill, New York, 185-198 27 Hammer M.J (977), Water and Watewater Technology, Jonh Wiley & Sons, New York, 120 28 B Shaw, L Klessig, C Mechenich (1989), Understanding Lake Data, Wisconsin county Extension office, từ http://www.dnr.state.wi.us/org/ 29 Metcalf &Eddy (1991), watewaster Engineering Treatment, Pisposal, Third Endition Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 77 vB Trường ĐHBK Hà Nội Luận văn Thạc sỹ KT ngành Quản lý TN & MT 30 WHO, Rapid Environmental Assessment, 1993 Tài liệu truy cập từ Internet: 31 Trần Đình Hợi, 2012 Chịu tải tự làm sông để bảo vệ môi trường sông Nhuệ, sông Đáy (hội thảo lần đề tài cấp Nhà nước) [Ngày truy cập: 21 tháng 11 năm 2008] 32 Nguyễn Đức Tùng, 2012 Nghiên cứu xử lý nước hồ rong đuôi chồn [Ngày truy cập: 13 tháng năm 2007] 33 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2011 Tổng quan nước thải sinh hoạt [Ngày truy cập: 128 tháng năm 2011] Học viên: Đỗ Thị Lương – Lớp 13AQLTNMT-VY 78 ... loại thực vật thủy sinh Trong đó, ứng dụng thực vật thủy sinh địa Vĩnh Phúc việc xử lý nước thải sinh hoạt chưa nghiên cứu Do lựa chọn đề tài Nghiên cứu ứng dụng loài thực vật thủy sinh tỉnh Vĩnh. .. tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng loài thực vật thủy sinh tỉnh Vĩnh Phúc xử lý nước thải sinh hoạt đề xuất mô hình xử lý nước thải sinh hoạt nông thôn có hiệu cho địa phương Đối tƣợng nghiên cứu: ... bàn tỉnh Vĩnh Phúc 1.4 ỨNG DỤNG CỦA THỰC VẬT THỦY SINH TRONG XLNTSH 1.4.1 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm TVTS a Quan hệ sống giới thủy sinh trình tự làm nước Giới thủy sinh có nước vi sinh vật,