ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM HUY BẰNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG Hà nội - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM HUY BẰNG KHÓA 2014-2016 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TRÊN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ VINH Chuyên nghành: Kỹ thuật sở hạ tầng đô thị Mã số: 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ VĂN HIỂU Hà nội - 2016 MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Mục lục Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Ý nghĩa khoa học thực tiễn:……………………………………………… Mục đích nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Các khái niệm, thuật ngữ NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ THU GOM, XỬ LÝ BÙN CẶN Ở THÀNH PHỐ VINH 1.1 Khái quát thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An 1.1.1 Vị trí địa lý: 1.1.2 Điều kiện tự nhiên: 1.1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội: 1.1.4 Đặc điểm sở hạ tầng: 10 1.2 Hiện trạng thoát nước xử lý nước thải từ hệ thống thoát nước thành phố Vinh 15 1.2.1 Hiện trạng thoát nước thành phố Vinh 15 1.2.2 Hiện trạng xử lý nước thải: 20 1.3 Hiện trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước thành phố Vinh 22 1.3.1 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ cơng trình vệ sinh 22 1.4 Thực trạng thoát nước, xử lý nước thải lưu vực kênh Bắc 25 1.5 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn lưu vực thoát nước kênh Bắc 26 1.5.1 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ cơng trình vệ sinh 26 1.5.2 Thực trạng nạo vét thu gom, xử lý bùn cặn từ mạng lưới cống thu gom, kênh thoát nước thải lưu vực kênh Bắc 29 1.5.3 Thực trạng thu gom, xử lý bùn cặn từ trạm xử lý cuối kênh Bắc 30 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC, PHÁP LÝ VÀ THỰC TIỄN VỀ VIỆC THU GOM, XỬ LÝ BÙN CẶN TỪ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 32 2.1 Cơ sở khoa học 32 2.1.1 Nguồn gốc phát sinh bùn cặn: 32 2.1.2 Đặc điểm số lượng, thành phần tính chất bùn thải hệ thống nước thị………………………………………………………………… 35 2.1.3 Ngun tắc, mục đích thu gom xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước 41 2.1.4 Quá trình thu gom xử lý bùn cặn trạm xử lý nước 42 2.1.5 Các phương pháp xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước 47 2.1 Cơ sở pháp lý việc thu gom xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước: ………………………………………………………………………… 48 2.2.1 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP thoát nước xử lý nước thải 48 2.2.2 Thông tư Số: 04/2015/TT-BXD: Hướng dẫn thi hành số điều Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/8/2014 Chính phủ nước xử lý nước thải: 54 2.2.3 Quyết định số 22/2015/QĐ-UBND ban hành quy định thoát nước, xử lý nước thải địa bàn tỉnh Nghệ An 56 2.2 Thực tiễn thu gom xử lý bùn cặn Việt Nam 57 2.3.1 Thực tiễn thu gom xử lý bùn cặn từ bể tự hoại Hải Phòng 57 2.3.2 Thực tiễn thu gom, xử lý từ hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh 61 2.3.3 Thực tiễn xử lý bùn cặn từ trạm xử lý nước thải thành phố Đà Lạt: 64 CHƯƠNG 3: BIỆN PHÁP THU GOM VÀ XỬ LÝ BÙN CẶN TỪ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KÊNH BẮC, THÀNH PHỐ VINH 70 3.1 Vai trò lưu vực nước kênh Bắc hệ thống thoát nước thành phố Vinh 70 3.2 Đặc điểm tính chất, thành phần bùn cặn lưu vực thoát nước kênh Bắc ………………………………………………………………………… 71 3.2.1 Đặc điểm, tính chất, thành phần, số lượng bùn cặn bể tự hoại 71 3.2.2 Đặc điểm tính chất, thành phần bùn cặn cống, mương thoát nước lưu vực kênh Bắc 73 3.3 Biện pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh 76 3.3.1 Giải pháp, thu gom, xử lý bùn cặn từ bể tự hoại 79 3.3.2 Giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ cống, kênh mương thoát nước 83 3.4 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lí bùn, thu hồi khí mê tan: 87 3.4.1 Tiền xử lí bùn trước phân hủy kỵ khí: 87 3.4.1 Xử lí kết hợp bùn với dòng chất thải giàu hữu khác 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 Kết luận: 89 Kiến nghị: 90 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Sơ đồ vị trí mối liên hệ vùng thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Phụ lục 2: Bản đồ quy hoạch mặt sử dụng đất thành phố vinh đến năm 2025 Phụ lục 3: Tổng mặt trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc Phụ lục 4: Cao trình thủy lực trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc Phụ lục 5: Cống thu gom nước thải Đoạn kênh Bắc Phụ lục 6: Đầu đoạn kênh Bắc Phụ lục 7: Đoạn kênh Bắc Phụ lục 8: Hồ điều hòa cuối kênh Bắc Phụ lục 9: Kênh dẫn nước từ hồ điều hòa Trạm xử lý nước cuối kênh Bắc Phụ lục 10: Trạm xử lý nước thải cuối kênh Bắc LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng Các số liệu khoa học luận văn trung thực, có nguồn gốc rõ ràng Tác giả Phạm Huy Bằng LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Vũ Văn Hiểu hướng dẫn nhiệt tình, cung cấp nhiều tài liệu có giá tri khoa học, thực tiễn cao để tác giả hoàn thành luận văn cách tốt Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo TS Nguyễn Hữu Thủy, Ths Nguyễn Thành Công dành thời gian trao đổi, thảo luận, cung cấp cho tác giả tài liệu, kiến thức quý giá để tác giả hoàn thành luận văn Xin cảm ơn khoa Sau Đại Học trường đại học Kiến Trúc Hà Nội tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa học Đặc biệt xin trân trọng cảm ơn gia đình ln hậu phương vững chắc, tạo điều kiện để tơi hồn thành q trình học tập thực luận văn DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ HTTN Hệ thống thoát nước TXL Trạm xử lý MLTN Mạng lưới nước TT Thơng tư NĐ Nghị định BOD5 Nhu cầu oxy cho q trình sinh hóa sau ngày CCN Cụm cơng nghiệp BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa sau ngày COD Nhu cầu oxy hóa học XLNT Xử lý nước thải CHP Hệ thống nhiệt điện kết hợp CAS Cơng nghệ bùn hoạt tính truyền thống TSS Tổng lượng chất rắn lơ lửng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số TT bảng biểu Nội dung bảng biểu Bảng 1.1 Diện tích, dân số, mật độ phường, xã thuộc thành phố Vinh Bảng 1.2 Tỷ lệ hộ dân sử dụng cơng trình vệ sinh thành phố Vinh Bảng 1.3 Tỷ lệ hộ dân sử dụng cơng trình vệ sinh lưu vực kênh Bắc Bảng 2.1 Thành phần giới loại bùn cặn Bảng 2.2 Thành phần hữu bùn cặn mạng lưới thoát nước Bảng 2.3 Thành phần chất dinh dưỡng chất kim loại nặng bùn Bảng 2.4 Thành phần bùn cặn nước thải trạm xử lý nước thải Bảng 2.5 Một số tiêu nước thải bùn cặn Đà Lạt Bảng 2.6 Bảng thành phần chất lượng phân hữu Bio Gro DANH MỤC CÁC HÌNH TT Số hình Nội dung hình 1.1 Sơ đồ nước thải thành phố Vinh 1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải trạm xử lý cuối kênh Bắc 1.3 Sơ đồ công nghệ xử lý bùn trạm xử lý cuối kênh Bắc 2.1 Sơ đồ nguồn gốc phát sinh bùn thải 2.2 Sơ đồ cấu trúc dòng chảy nước thải 2.3 Sơ đồ trình xử lý bùn cặn trạm xử lý 2.4 Sơ đồ nguyên tắc xử lý bùn cặn nước thải đô thị 2.5 Sơ đồ phương pháp xử lý bùn cặn 2.6 Biểu đồ công tác xử lý bùn qua năm thành phố Hải Phòng 10 2.7 Sơ đồ quy trình sản xuất phân bón hữu vi sinh BioGro 11 3.1 Sơ đồ trạng thu gom bùn cặn từ lưu vực kênh Bắc 12 3.2 13 3.3 Giải pháp thu gom xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát nước kênh Bắc(2) 14 3.4 Sơ đồ khu xử lý bùn cặn lưu vực kênh Bắc Giải pháp thu gom xử lý bùn cặn từ lưu vực thoát nước kênh Bắc(1) MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Thành phố Vinh đô thị phát triển nhanh chóng khu vực miền Trung Sự phát triển nhanh chóng thành phố tạo sức ép lên hệ thống sở hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt hệ thống nước, vệ sinh mơi trường nước Mặc dù vấn đề thoát nước, xử lý nước thải thành phố đầu tư chưa đáp ứng yêu cầu Một vấn đề chưa đáp ứng yêu cầu lượng bùn cặn phát sinh từ hệ thống thoát nước thành phố chưa thu gom xử lý triệt để Bùn cặn phát sinh từ nhà vệ sinh, mạng lưới thoát nước, kênh mương ao hồ, trạm xử lý nước thải không thu gom xử lý quy định, theo tiêu chuẩn tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng, hiệu làm việc hệ thống nước, ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái cảnh quan thị Do theo quan điểm cá nhân đề tài: “Đề xuất giải pháp thu gom xử lý bùn cặn hệ thống thoát nước thành phố Vinh” đề tài cấp thiết, có ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học thực tiễn: ` Ý nghĩa khoa học: Trong luận văn tác giả đưa giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn từ lưu vực nước kênh Bắc, thành phố Vinh đạt tiêu chí kỹ thuật, cơng nghệ Có thể áp dụng cho lưu vực khác thành phố Vinh Ý nghĩa thực tiễn: Trên sở giải pháp lựa chọn biện pháp thu gom xử lý bùn cặn lưu vực thoát nước theo kênh Bắc, thành phố Vinh Ý nghĩa thực tiễn đảm bảo chế độ làm việc hệ thống thoát nước thành phố, đảm bảo vệ sinh môi trường sống cho thành phố 2 Mục đích nghiên cứu: Đề xuất giải pháp thu gom, xử lý bùn cặn phát sinh từ hệ thống thoát nước thành phố đảm bảo hệ thống thoát nước thành phố Vinh hoạt động hiệu quả, giảm thiểu ô nhiễm bùn cặn chưa thu gom, xử lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Biện pháp thu gom, xử lý bùn cặn Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực thoát nước kênh Bắc, thành phố Vinh Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp điều tra, khảo sát, thu thập liệu Phương pháp tổng hợp, phân tích liệu Phương pháp kế thừa nghiên cứu công nhận Các khái niệm, thuật ngữ Hệ thống nước thị: tổ hợp bao gồm cơng trình thiết bị giải pháp kỹ thuật để thực thu gom, vận chuyển, truyền tải, điều hòa, xử lý nước thải Các cơng trình hệ thống nước bao gồm: thiết bị thu gom nước, mạng lưới đường ống thu gom, vận chuyển nước, kênh mương thoát nước, hồ điều hòa, trạm bơm nước, cơng trình xử lý nước thải chỗ, trạm xử lý nước thải tập trung Bùn cặn hay bùn thải bùn vô hữu thu gom từ bể tự hoại, mạng lưới thu gom chuyển tải, hồ điều hòa, kênh mương, cửa thu, giếng thu nước mưa, trạm bơm nước mưa, nước thải, cửa xả nhà máy xử lý nước thải Mạng lưới nước: Tổ hợp cơng trình, thiết bị có nhiệm vụ thu gom, vận chuyển nước thải 3 Trạm xử lý: Tổ hợp công trình có nhiệm vụ tiếp nhận, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước xả vào nguồn tiếp nhận Bể tự hoại: Cơng trình xử lý nước thải kỵ khí cho hộ gia đình, khu dân cư quy mơ nhỏ Cơng trình vệ sinh: nhà vệ sinh gia đình, cơng cộng, tập thể, quan, cơng ty Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ chậu rửa, bồn tắm, xí, tiểu… chứa nhiều chất bẩn hữu vi trùng Nước thải sản xuất: Là nước thải sau trình sản xuất Nước mưa: nước sau rơi xuống chảy bề mặt đường phố, quảng trường khu dân cư xí nghiệp cơng nghiệp bị nhiễm bẩn Hệ thống thoát nước chung: hệ thống thoát nước mà tất loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất mưa ) xả chung vào mạng lưới dẫn đến cơng trình xử lý Hệ thống nước riêng: có hai hay nhiều mạng lưới riêng biệt: dùng để vận chuyển nước bẩn nhiều, xả vào nguồn cho qua xử lý Một dùng để vận chuyển nước bẩn cho xả thẳng nguồn Hệ thống thoát nước riêng khơng hồn tồn (nửa riêng) có hệ thống cống ngầm để thoát nước sinh hoạt nước sản xuất quy bẩn, nước mưa nước sản xuất quy ước chảy theo mương máng lộ thiên 4 Cấu trúc luận văn: Ngoài phần MỞ ĐẦU KẾT LUẬN, luận văn có phần NỘI DUNG bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống thoát nước thu gom, xử lý bùn cặn thành phố Vinh Chương 2: Cơ sở khoa học, pháp lý thực tiễn việc thu gom, xử lý bùn cặn từ hệ thống thoát nước Chương 3: Biện pháp thu gom xử lý bùn cặn từ hệ thống nước kênh Bắc, thành phố Vinh THƠNG 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 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Anh (2012), Bể tự hoại bể tự hoại cải tiến, NXB Xây Dựng, Hà Nội Nguyễn Việt Anh-Vũ Thị Hoài Ân, (2015), Xử lý, ổn định bùn cặn từ trạm xử lý nước thải theo hướng tái tạo lượng, thu hồi tài nguyên, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải Việt Nam – hội để cải thiện, Hà Nội Mai Liên Hương (2006) Nghiên cứu số giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước nhằm cải thiện điều kiện vệ sinh sông hồ đô thị Việt Nam-Luận án tiến sỹ kiến trúc, đại học Kiến Trúc Hà Nội Mai Liên Hương (2013) Một số giải pháp xử lý bùn cặn hệ thống nước thị, tạp chí Bộ Xây Dựng 05-2013, Hà Nội Nguyễn Minh Tuấn (2015), Giải pháp thu gom xử lý bùn thải bể phốt Hải Phòng, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải Việt Nam – hội để cải thiện, Hà Nội Vũ Cao Đàm (2014) Giáo trình phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Giáo Dục Việt Nam, Hà Nội Trần Đức Hạ (2006) Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa Học Kỹ & Kỹ Thuật, Hà Nội Tr 104-152 Trần Đức Hạ (2015) Công nghệ xử lý bùn thải hệ thống nước thị, Kỷ yếu tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải Việt Nam – hội để cải thiện, Hà Nội Hồng Huệ- Phan Đình Bưởi, Mạng Lưới Thốt Nước, NXB Xây Dựng 10 Hoàng Huệ (2009), Xử lý nước thải, NXB Xây Dựng, Hà Nội 11 Nguyễn Hữu Khải (2015), Xử lý bùn tái sử dụng làm phân bón thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng 12 Nguyễn Tấn Phong, (2012), Quản lý xử lý bùn thải, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, Hồ Chí Minh 13 Nguyễn Văn Phước (2012), Giáo trình cơng nghệ xử lý bùn, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh 14 Hội cấp nước Việt Nam (2001), tài liệu hội thảo triển lãm quốc tế nước thị Việt Nam, Hà Nội 15 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 7957:2008, Thốt nước thị mạng lưới bên ngồi cơng trình-Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng 16 QCVN 08:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước, NXB Xây Dựng 17 QCVN 14:2008/BTNMT, quy chuẩn quốc gia nước thải sinh hoạt, NXB Xây Dựng 18 QCVN 40:2011/BTNMT, Quy chuẩn quốc gia nước thải công nghiệp, NXB Xây Dựng 19 QCVN 50:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại bùn thải từ trình xử lý nước, Bộ tài nguyên mơi trường 20 Nghị định 80/2014/NĐ-CP, nước xử lý nước thải, 21 Quyết định số 52/QĐ-TTg, Quyết định phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An đến năm 2030, tầm nhìn 2050 22 Quyết Định số 22/2015/QĐ-UBND, Quy định quản lý thoát nước, xử lý nước thải địa bàn tỉnh Nghệ An 23 TCVN 7957-2008, Tiêu chuẩn quốc gia, Thoát nước mạng lưới cơng trình bên ngồi-tiêu chuẩn thiết kế 24 Kỷ yếu, tiêu điểm cho Việt Nam, quản lý bùn thải Việt Nam – hội để cải thiện (2015), Hà Nội 25 TCVN 5298-1995, Yêu cầu chung xử lý nước thải cồn lắng chúng dùng để tưới làm phân bón 26 Cơng ty Thốt nước thị Thành phố Hồ Chí Minh (2015), Quản lý bùn thải từ hệ thống thoát nước thành phố Hồ Chí Minh, Kỷ yếu - tiêu điểm cho Việt Nam - quản lý bùn thải Việt Nam – hội để cải thiện, Hà Nội