thiết kế công trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất q = 5m3 ngày đêm và 10m3 ngày đêm

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm Chƣơng GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Trong q trình Cơng Nghiệp Hóa - Hiện Đai Hóa đất nước, nước ta ngày đạt nhiều thành tựu lĩnh vực kinh tế - xã hội, nhiên, thay vào mặt mơi trường ngày bị suy giảm trầm trọng, đặc biệt môi trường nước Cùng với việc bảo vệ cung cấp nguồn nước việc thải xử lý nước bị ô nhiễm trước đổ vào nguồn tiếp nhận vấn đề tất yếu Việt Nam ngày có hàng triệu m3 nước thải sinh hoạt đưa vào môi trường mà không qua xử lý gây nên tác động tiêu cực đến môi trường sức khỏe người Hiện nay, vùng nông thôn, lên vấn đề, cụm dân cư, hộ gia đình khơng có hệ thống xử lý nước thải mà thải thẳng kênh, mương,…làm ô nhiễm môi trường cách trầm trọng Mặt khác, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung nơi gặp nhiều hạn chế khó có kinh phí để xây dựng, vận hành bảo dưỡng hệ thống xử lý nước thải Yêu cầu đặt phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho chi phí xây dựng, vận hành thấp mà đạt Quy chuẩn xả thải mơi trường Do đó, việc xây dựng hệ thống đất ngập nước kiến tạo nơi giải pháp hữu hiệu giúp cải thiện mơi trường từ góp phần phát triển bền vững bảo vệ sức khỏe cộng đồng Cũng lý này, đề tài “Thiết kế cơng trình đất ngập nƣớc kiến tạo dòng chảy ngầm theo phƣơng ngang để xử lý nƣớc thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cƣ, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10 m3/ngày đêm” lựa chọn để làm khóa luận tốt nghiệp 1.2 Mục tiêu  Thiết lập sổ tay thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang  Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm cho nước sau xử lý đạt cột B, QCVN 14:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt 1.3 Nội dung  Thu thập tài liệu phương pháp xử nước thải sinh hoạt, vận hành thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm  Tìm hiểu loại thực vật ngập nước có khả xử lý nước thải sinh hoạt hiệu suất cao đồng thời thích hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam  Thiết lập sổ tay thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang  Tính tốn trình ày ản v thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang công suất 5m3/ngày 10 m3/ngày 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đồ án nghiên cứu vấn đề sau:  Nước thải sinh hoạt (sau bể tự hoại) phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt,  Các cụm dân cư nhỏ,  Sử dụng cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu  Phƣơng pháp so sánh: So sánh ưu nhược điểm cơng trình đất ngập nước kiến tạo với cơng nghệ truyền thống; Giữa cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy mặt với dòng chảy ngầm; So sánh tiêu với QCVN hành để từ đưa phương pháp xử lý thích hợp  Phƣơng pháp phân tích tổng hợp: Thu thập tổng hợp tài liệu liên quan xử lý nước thải sinh hoạt, cơng trình đất ngập nước kiến tạo  Phƣơng pháp tham khảo: Tham khảo ý kiến thầy cô hướng dẫn, thầy cô chuyên ngành 1.6 Đóng góp khoa học, kinh tế xã hội  Là sở thiết kế, để từ thiết kế nhiều cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang,  Giúp giảm chi phí xây dựng, vận hành so với hệ thống xử lý nước thải truyền thống,  Tạo mảng xanh, có cảnh quan đẹp, thân thiện với môi trường SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm Chƣơng TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI SINH HOẠT, CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH ĐẤT NGẬP NƢỚC KIẾN TẠO 2.1 Tổng quan nƣớc thải sinh hoạt 2.1.1 Khái niệm nguồn gốc nƣớc thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt nước thải bỏ sau sử dụng cho mục đích sinh hoạt cộng đồng: tắm, rửa, giặt giũ, vệ sinh cá nhân,…và thường thải từ hộ, quan, trường học, bệnh viện, chợ, công trình cơng cộng khác Hình 2.1 Nƣớc thải sinh hoạt Lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào dân số, tiêu chuẩn cấp nước đặc điểm hệ thống thoát nước Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư phụ thuộc vào khả cấp nước nhà máy nước hay trạm cấp nước có Các trung tâm thị thường có tiêu chuẩn cấp nước cao so với vùng ngoại thành nông thôn, lượng nước thải sinh hoạt tính theo đầu người có khác biệt thành thị nơng thôn Nước thải sinh hoạt trung tâm đô thị thường thoát hệ thống thoát nước dẫn sơng rạch, vùng ngoại thành nơng thơn, khơng có hệ thống nước, nên nước thải thường thoát nước tự nhiên vào ao hồ thoát nước biện pháp tự thấm SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm 2.1.2 Thành phần, đặc tính nƣớc thải sinh hoạt 2.1.2.1 Thành phần Thành phần nước thải sinh hoạt gồm loại:  Nước thải nhiễm bẩn chất tiết người từ phòng vệ sinh;  Nước thải nhiễm bẩn chất thải sinh hoạt: cặn bã từ nhà bếp, chất rửa trôi, kể làm vệ sinh sàn nhà 2.1.2.2 Đặc tính Nước thải sinh hoạt chứa nhiều chất hữu dễ phân hủy sinh học, ngồi có thành phần vô cơ, vi sinh vật vi trùng gây bệnh Chất hữu chứa nước thải sinh hoạt bao gồm hợp chất protein (40  50%); hydratcacbon (40  50%) gồm tinh bột, đường xenlulo; chất béo (5  10%) Nồng độ chất hữu nước thải sinh hoạt dao động khoảng 150  450mg/L theo trọng lượng khô Có khoảng 20  40% chất hữu khó phân hủy sinh học Ở khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt khơng xử lý thích đáng tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt môi trường nước (sông, hồ, kênh, rạch,…) Mức độ gây ô nhiễm nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào hai yếu tố ản: tải trọng chất bẩn định mức sử dụng nước (hay lưu lượng nước thải) tính đầu người Tải trọng chất bẩn phụ thuộc vào chế độ sinh hoạt (cách ăn, uống, mức sống v.v…) tập quán người dân (ví dụ tính tiết kiệm làm giảm khối lượng chất dư thừa thải bỏ) Theo tính tốn nhiều quốc gia phát triển Việt Nam, tải trọng chất bẩn nước thải sinh hoạt người hàng ngày đưa vào môi trường (nếu không qua xử lý) giới thiệu bảng 2.1 (Giá trị lớn bảng tương ứng với điều kiện kinh tế xã hội phát triển hoàn thiện mức sống nâng cao) SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm Bảng 2.1 Tải trọng chất bẩn tính theo đầu ngƣời Tải trọng chất bẩn (g/ngƣời.ngày đêm) Các quốc gia phát triển gần gũi với Việt Nam Theo Tiêu chuẩn TCXD -51-84 Việt Nam Chất rắn lơ lửng (SS) 70  145 50  55 BOD5 45  54 25  30 COD (Bicromate) 72  102 - Nitơ amonia (N-NH4+) 2,4  4,8  12 - 0,8  4,0 1,7 - 2,0  2,5 10  30 - Chỉ tiêu Nitơ tổng cộng (TN) Phốt tổng cộng (TP) Chất hoạt động bề mặt Dầu mỡ phi khống (Nguồn: PGS.TS Lâm Minh Triết, “Kỹ thuật mơi trường”,2015) Nồng độ chất ô nhiễm đặc trưng nước thải sinh hoạt giới thiệu bảng 2.2 Bảng 2.2 Nồng độ chất nhiễm đặc trƣng có nƣớc thải sinh hoạt Nồng độ Chỉ tiêu Đơn vị Nhỏ Trung bình Lớn mgCaCO3/L 50 100 200 mgO2/L 100 200 300 mg/L 30 50 100 mgO2/L 250 500 1000 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/L 100 200 350 Chất rắn lắng mg/L 10 20 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/L 200 500 1000 Độ kiềm BOD5 Chloride COD SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm Tổng nitơ kjendahl mgN/L 20 40 80 Tổng cacbon hữu (TOC) mg/L 75 150 300 Tổng phốt mg/L 10 20 (Nguồn: Davis Cornwell, “Entroduction to Environmental Engineering”,1998) 2.1.3 Ảnh hƣởng nƣớc thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt không xử lý s gây ảnh hưởng lớn tới mơi trường, người, lồi thủy sinh,…Ảnh hưởng nước thải sinh hoạt chủ yếu thành phần nước thải sinh hoạt gây  BOD, COD: Sự khống hóa, ổn định chất hữu tiêu thụ lượng lớn gây thiếu hụt oxy nguồn tiếp nhận dẫn đến ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường nước Nếu ô nhiễm mức (nồng độ BOD, COD q cao) điều kiện yếm khí hình thành Trong q trình phân hủy yếm khí s sinh số sản phẩm như: H2S, NH3, CH4,… làm cho nước có mùi thối làm giảm pH môi trường nước  SS: Lắng đọng nguồn tiếp nhận, gây điều kiện yếm khí  Vi trùng gây bệnh: Gây bệnh lan truyền đường nước tiêu chảy, ngộ độc , vàng da,…  N,P: Đây nguyên tố dinh dưỡng đa lượng Nồng độ N, P nước cao gây nên tượng phú dưỡng hóa  Màu: Gây mỹ quan  Dầu mỡ: Gây mùi, ngăn cản khuếch tán oxy vào nước Nước thải sinh hoạt có chứa lượng lớn chất hữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dưỡng (N, P) vi sinh vật Nước thải sinh hoạt thải sông, suối, ao, hồ,….dẫn đến gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng đến môi trường sống sinh vật nước, sức khỏe người, ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất kinh doanh, nuôi trồng thủy sản,…Đây nguyên nhân gây nhiều bệnh người tiêu chảy, kiết lỵ, thương hàn, ung thư,…Do vậy, cần phải có phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt thích hợp để loại bỏ chất nhiễm có nước thải tránh gây hại cho môi trường, người sinh vật nước 2.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt 2.2.1 Phƣơng pháp học SVTH: Đinh Văn Lam – ĐH01-KTMT2 MSSV: 0150020170 GVHD: PGS TS Lê Hoàng Nghiêm ThS Bùi Phương Linh Trang: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơng trình đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm theo phương ngang để xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ cho cụm dân cư, công suất Q = 5m3/ngày đêm 10m3/ngày đêm Xử lý học nhằm loại bỏ tạp chất khơng hòa tan chứa nước thải thực cơng trình xử lý: Song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc loại 2.2.1.1 Song chắn rác, lưới lọc Song chắn rác, lưới chắn dùng để chắn giữ cặn bẩn có kích thước lớn dạng sợi như: giấy, rau, rác,… gọi chung rác Rác thường chuyển tới máy nghiền rác, sau nghiền nhỏ, cho đổ trở lại song chắn rác chuyển tới bể phân hủy cặn Song chắn rác lưới chắn rác đặt trước trạm ơm đường tập trung nước thải chảy vào trạm ơm Song chắn rác thường đặt vng góc với dòng chảy, song chắn rác gồm kim loại (thép không rỉ) tiết diện 5x20mm đặt cách 2050mm khung thép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe thành mương dẫn, vận tốc nước qua song chắn Vmax