Đề xuất công nghệ xử lý thích hợp cho nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt thành phố thanh hóa (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI QUYỀN TRƯỜNG GIANG ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG Hà Nội - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI QUYỀN TRƯỜNG GIANG KHĨA : 2015-2017 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HÓA Chuyên ngành : Kỹ thuật sở hạ tầng Mã số : 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH TRẦN HỮU UYỂN Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI QUYỀN TRƯỜNG GIANG KHĨA : 2015-2017 ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HÓA Chuyên ngành : Kỹ thuật sở hạ tầng Mã số : 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH TRẦN HỮU UYỂN XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội ­ 2017 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU *TÍNH CấP THIếT CủA Đề TÀI *MụC ĐÍCH, ĐốI TƯợNG VÀ PHạM VI NGHIÊN CứU *PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CứU *Ý NGHĨA KHOA HọC VÀ THựC TIễN CủA Đề TÀI *CấU TRÚC LUậN VĂN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 GIớI THIệU CHUNG Về THÀNH PHố THANH HÓA [16] 1.1.1.Vị trí địa lý 1.1.2.Địa hình 1.1.3.Thuỷ văn 1.1.4 Khí hậu 1.1.5 Thực trạng môi trường nước 1.2 TổNG QUAN Về NƯớC VÀ NƯớC THảI 10 1.3 HIệN TRạNG Xử LÝ NƯớC THảI TạI VIệT NAM 13 1.3.1 Thoát nước vệ sinh đô thị 14 1.3.2 Công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Việt Nam 15 1.3.3.Tình hình đầu tư xây dựng nhà máy xử lý nước thải đô thị Việt Nam 24 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ VIỆC XỬ LÝ NƯỚC THẢI 33 2.1 CƠ Sở PHÁP LÝ 33 2.2 TổNG QUAN Về NƯớC THảI SINH HOạT 33 2.2.1 Nguồn gốc, thành phần tính chất nước thải sinh hoạt 33 2.2.2 Đặc điểm hệ thống thoát nước xử lý nước thải cụm dân cư nhỏ 41 2.3 TổNG QUAN Về Xử LÝ NƯớC THảI SINH HOạT 42 2.3.1 Các bước xử lý nước thải 43 2.3.2 Quá trình xử lý nước thải 46 2.3.3 Cơ chế chuyển hóa sinh học chất bẩn hữu 47 2.3.4 Xử lý nước thải phương pháp sinh học điều kiện hiếu khí 50 2.3.5 XLNT phương pháp sinh học điều kiệm yếm khí 55 2.4 Phân tích, đánh giá dây chuyền công nghệ XLNT áp dụng 55 2.5 Hiệu công nghệ Xử lý nước thải 57 2.6 Đề XUấT LựA CHọN CÔNG NGHệ Để Xử LÝ NƯớC THảI CÓ HÀM LƯợNG CHấT HữU CƠ CAO ĐảM BảO Xả VÀO NGUồN LOạI A TRONG ĐIềU KIệN VIệT NAM 57 2.7 TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ AAO 60 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HĨA 65 3.1 CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN ĐỂ THIẾT KẾ 65 3.1.1 Đặc tính nước thải đầu vào 65 3.1.2 Chất lượng nước thải đầu vào 66 3.1.3 Chất lượng nước thải đầu 66 3.2 DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ Xử LÝ NƯớC THảI 67 3.3 TÍNH TỐN MộT Số HạNG MụC CƠNG TRÌNH 69 3.3.1 Bể lắng đợt 69 3.3.2 Hệ thống AAO 74 3.3.3 Bể lắng đợt II 82 3.3.4 Bể nén bùn 85 3.3.5 Bể mêtan 87 3.4 TÍNH TỐN KINH PHÍ XÂY DựNG CƠNG TRÌNH 88 3.4.1 Chi phí xây dựng (các bể, mặt bằng, nhà) 88 3.4.2 Chi phí máy móc, thiết bị điện nước, hệ thống an tồn 90 3.5 CHI PHÍ KHÁC 91 3.5.1 Tổng giá thành xây dựng công trình 91 3.5.2 Chi phí quản lý vận hành 92 3.5.3 Chi phí hóa chất 92 3.5.4 Chi phí Ban quản lý vận hành 92 3.5.5 Chi phí khấu hao 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 LỜI CẢM ƠN Trong gần năm học tập rèn luyện trường đại học Kiến Trúc Hà Nội, bảo giảng dạy nhiệt tình q thầy cơ, đặc biệt quý thầy cô khoa Sau Đại Học, em tiếp thu kiến thức bổ ích phục vụ cho công việc thực tế Được đồng ý phân công quý thầy cô, em chọn đề tài “ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HĨA” để làm luận văn tốt nghiệp khóa học Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành cám ơn q thầy tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trường đại học Kiến Trúc Hà Nội Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Trần Hữu Uyển tâm huyết, tận tình chu đáo hướng dẫn em thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực luận văn cách hoàn chỉnh song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy nên em mong nhận góp ý q thầy bạn để luận văn hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2017 Học Viên QUYỀN TRƯỜNG GIANG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ công trình nghiên cứu khoa học độc lập tơi Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Quyền Trường Giang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt ADP Adenosine Diphosphate Sản phẩm ATP ATP Adenosine Triphosphate Năng lượng tế bào BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh học COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa hóa học Dissolved Oxygen Oxy hòa tan Dissolved Organic Carbon Lượng cacbon hữu hòa tan DO DOC HCHC Hợp chất hữu HCVC Hợp chất vơ HTTN Hệ thống nước NTSH Nước thải sinh hoạt QCVN Quy chuẩn Việt Nam SS TCVN TCXDVN Suspended Solids Cặn lơ lửng Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam VLL Vật liệu lọc VSV Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng biểu Bảng 1.1 Tổng hợp tình hình thực tế cơng trình XLNT thị Bảng 1.2 Công suất vận hành thực tế số trạm XLNT đô thị Bảng 2.1 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Khối lượng chất bẩn người thải vào nước thải sinh hoạt ngày Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt Nồng độ chất ô nhiễm nước thải sau bước xử lý Hệ thống phương pháp cơng trình xử lý sinh học nước thải Phạm vi ứng dụng phương pháp xử lý sinh học nước thải Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Tên bảng biểu So sánh số công nghệ XLNT áp dụng So sánh chi phí cơng nghệ bể lọc sinh học công nghệ khác Giá trị thông số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt Giá trị thơng số nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt Bảng 3.3 Kết tính tốn bể lắng đợt I Bảng 3.4 Kết tính tốn hệ thống AAO Bảng 3.5 Kết tính tốn bể lắng đợt II DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình Hình 1.1 Tỉ lệ loại nước giới Hình 1.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Đức Ninh TP Đồng Hới Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải với kênh oxy hóa tuần hồn Hình 1.4 Sơ đồ bể lọc sinh học nhỏ giọt xử lý nước thải Hình 1.5 Sơ đồ cơng nghệ AO xử lý nước thải Hình 1.6 Sơ đồ cơng nghệ AO xử lý nước thải Hình 1.7 Sơ đồ cơng nghệ SBR xử lý nước thải Hình 1.8 Công nghệ xử lý nước thải khu dân cư nhỏ Hình 2.1 Thành phần chất bẩn nước thải sinh hoạt Hình 2.2 Hình 2.4 Các bước xử lý nước thải sinh hoạt Sơ đồ tổng quát trình chuyển hóa chất bẩn cơng trình XLNT phương pháp sinh học điều kiện hiếu khí Sơ đồ ngun tắc hoạt động mương ơxy hố tuần hồn Hình 2.5 Sơ đồ cơng nghệ XLNT sử dụng bể SBR Hình 2.6 Sơ đồ cơng nghệ XLNT sử dụng bể SBR cải tiến Hình 2.7 Sơ đồ XLNT theo nguyên tắc thiếu khí - hiếu khí kết hợp Hình 2.8 Sơ đồ XLNT theo ngun tắc kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí kết hợp Hình 3.1 Sơ đồ Cơng nghệ XLNT cơng nghệ AAO Hình 2.3 Tên hình PHẦN I: MỞ ĐẦU *Tính cấp thiết đề tài Hiện ô nhiễm môi trường vấn đề cấp bách mang tính chất tồn cầu Sự phát triển mạnh mẽ kinh tế, khoa học kỹ thuật vào năm cuối kỷ XX gây tác động tiêu cực đến môi trường sống loài người Mấy chục năm gần giới không ngừng đẩy mạnh hoạt động bảo vệ môi trường Hàng loạt biện pháp đề xuất thực đạt khơng thành tựu lĩnh vực Tuy giới đứng trước thách thức gay gắt mơi trường Q trình thị hố Việt Nam diễn nhanh, đô thị lớn Việt Nam Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng bị ô nhiễm nước nặng nề Đô thị ngày phình Việt Nam, sở hạ tầng lại phát triển không cân xứng, đặc biệt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lại vơ thơ sơ Có thể nói rằng, người Việt Nam làm nhiễm nguồn nước uống nước sinh hoạt thải hàng ngày Theo Hội Bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam (VACNE), nước thải sinh hoạt chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố, nguyên nhân gây nên tình trạng nhiễm nước vấn đề có xu hướng ngày xấu Ước tính, có khoảng 6% lượng nước thải thị xử lý Một báo cáo tồn cầu Tổ chức Y tế giới (WHO) công bố hồi đầu năm 2012 cho thấy, năm Việt Nam có 20.000 người tử vong điều kiện nước vệ sinh nghèo nàn thấp Còn theo thống kê Bộ Y tế, 80% bệnh truyền nhiễm nước ta liên quan đến nguồn nước Người dân nông thôn thành thị phải đối mặt với nguy mắc bệnh môi trường nước ngày ô nhiễm trầm trọng Hiện nay, hệ thống cấp thoát nước đô thị Việt Nam xây dựng từ lâu, chưa phát triển đồng bị xuống cấp nghiêm trọng, đáp ứng kịp thời phát triển đô thị Các đô thị phải sử dụng hệ thống cống thoát nước chung, xử lý nước thải khơng tập trung Chính vậy, nước thải đô thị trở thành vấn đề cấp bách cấp ngành Lượng nước thải đô thị thải hàng ngày lớn, chứa hàm lượng chất hữu cao, đặc biệt chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) vi sinh vật, kí sinh trùng gây bệnh Đây nguồn gây ô nhiễm lớn tới môi trường nước, phá vỡ cân hệ sinh thái môi trường nước, làm vẻ mỹ quan đô thị Theo ông Yutaka Matsuzawa­ chuyên gia môi trường Tổ chức Hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) Việt Nam khuyến cáo: “Nước thải sinh hoạt (domestic waste water) tác nhân đáng sợ gây ô nhiễm nguồn nước nước thải sinh hoạt hiểm họa môi trường hàng đầu Việt Nam Người Việt Nam làm ô nhiễm nguồn nước nước sinh hoạt thải ngày” Chuyên gia Matsuzawa khẳng định: “ chắn vòng 10­15 năm Việt Nam phải hứng chịu tác động nặng nề nước thải sinh hoạt khơng xử lý” Thành phố Thanh Hóa khơng nằm ngồi đặc trưng tương tự Là thành phố phát triển việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt phải phù hợp với nhu cầu đáp ứng q trình phát triển thị Đối với thành phố Thanh Hố, cơng nghệ xử lý phải đáp ứng u cầu diện tích chiếm đất nhỏ, chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn, hạn chế tác động đến mơi trường khơng khí, có điều kiện thuận lợi để mở rộng nhà máy nâng cao chất lượng nước thải xả nguồn tiếp nhận Vì đề tài tập trung vào việc “ Đề xuất công nghệ xử lý thích hợp cho nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Thanh Hóa” *Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích đưa giải pháp cơng nghệ thích hợp cho việc xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy xử lý nước thải thành phố Thanh Hóa Đối tượng nghiên cứu : Nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Thanh Hóa Phạm vi nghiên cứu : xây dựng sở lý thuyết sơ đồ dây chuyền công nghệ giải pháp 3 *Phương pháp nghiên cứu Dựa sở lý thuyết nước thải phương pháp xử lý nước thải Việt Nam giới Thu thập thông tin tài liệu công bố, số liệu có liên quan đến việc xử lý nước thải nhà máy nước Dựa chủ trường, sách Ban, Bộ, Ngành, Nhà Nước việc xây dựng trạm xử lý nước thải Kế thừa kết nghiên cứu có nước thải công nghệ xử lý nước thải Việt Nam nước Thế giới Khảo sát, thu thập số liệu công nghệ số trạm XLNT điển hình Phân tích, đánh giá lựa chọn áp dụng công nghệ xử lý nước thải *Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Xây dựng sở cho việc lựa chọn ứng dụng giải pháp xử lý nước thải thích hợp cho nhà máy xử lý nước thải Thành phố Thanh Hóa *Cấu trúc luận văn Luận văn gồm ba phần PHẦN MỘT : MỞ ĐẦU PHẦN HAI : NỘI DUNG Chương : Tổng qua nước thải Chương : Cơ sở việc xử lý nước Chương 3: Tính tốn đề xuất cơng nghệ xử lý nước thải thích hợp cho nhà máy xử lý nước thải thành phố Thanh Hóa PHẦN BA : KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo xả nguồn tiếp nhận cho Đô thị đưuọc ban ngành cấp quyền quan tâm Tuy nhiên kinh phí đầu tư xây dựng vận hành trạm xử lý nước thải sinh hoạt cao dẫn đến tình trạng dự án đầu tư ngân sách địa phương không đủ vốn để đầu tư xây dựng Thêm nữa, việc đưa công nghệ xử lý nước thải áp dụng vào khu vực cụ thể nhiều bất cập Do việc nghiên cứu, đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện kinh tế tập quán địa phương với chi phí đầu tư xây dựng chi phí vận hành bảo dưỡng thấp cần thiết Với nhiều ưu điểm bật, công nghệ AAO nghiên cứu ứng dụng thành cơng hướng việc xây dựng thành công trạm xử lý nước thải tạo thuận lợi cho việc xử lý đồng thời đem lại lợi ích kinh tế to lớn góp phần bảo vệ mơi trường Kiến nghị Trong thời gian ngắn, đề tài dừng lại phạm vi nghiên cứu lý thuyết, chưa có điều kiện nghiên cứu thực nghiệm Do vậy, để đánh giá đầy đủ xác hiệu làm việc công nghệ xử lý nước thải điều kiện Thành phố Thanh Hóa khu vực khác lãnh thổ Việt Nam cần phải tiếp tục nghiên cứu thời gian tới Mục tiêu hướng tới nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp phù hợp với điều kiện địa phương góp phần bảo vệ môi trường sống DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2006), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp “Tính tốn thiết kế cơng trình”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, Thành phố Hồ Chí Minh http://moitruong.xaydung.gov.vn/moitruong/free4uvn.asp Bộ xây dựng (2008), Thoát nước – mạng lưới cơng trình bên ngồi ­ Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 51:2008, NXB Xây dựng, Hà Nội Hồng Văn Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thốt nước – Tập “Xử lý nước thải”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trịnh Xuân Lai (2000), Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội Tài liệu dựán thoát nước để cải tạo môi trường thành phố Hà Nội – Giai đoạn 1(2003), Liên danh EBARA­VINACONEX Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thốt nước xử lý nước thải cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 10 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (2006), Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 11 Trần Thị Thu Hằng (2006), Nghiên cứu lựa chọn tính tốn thiết kế cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải đô thị phù hợp điều kiện Việt Nam, Luận văn thạc sĩ khoa học công nghệ mơi trường, Trường ĐHBK Hà Nội, Hà Nội 12 Hồng Huệ (2005), Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội 13 Nguyễn Văn Phước(2014), Xử lý nước thải phương pháp sinh học NXB Đại Học Quốc Gia 14 QCVN 14­2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt 15 Báo cáo tổng hợp dự án QHSD đất giai đoạn 2011­2020 KHSD đất năm (2011­2015) tỉnh Thanh Hoá 16 http://www.vea.gov.vn 17 Environment Protection Agency (1991), Assessment of Biofilter single stage Tricking filter nitrifying, US 18 P Aarne Vesilind(2003),Waste water treatment plant design, Water Environment Federation, Chapter  ... : Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích đưa giải pháp cơng nghệ thích hợp cho việc xử lý nước thải sinh hoạt nhà máy xử lý nước thải thành phố Thanh Hóa Đối tượng nghiên cứu : Nhà máy xử lý nước thải. .. mở rộng nhà máy nâng cao chất lượng nước thải xả nguồn tiếp nhận Vì đề tài tập trung vào việc “ Đề xuất cơng nghệ xử lý thích hợp cho nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt thành phố Thanh Hóa *Mục... bổ ích phục vụ cho cơng việc thực tế Được đồng ý phân công quý thầy cô, em chọn đề tài “ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ THÍCH HỢP CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT THÀNH PHỐ THANH HÓA” để làm luận