Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải

LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Tiến Vũ Huy Quang Lớp:23KHMT21 Chuyên ngành đào tạo: Khoa học Môi trƣờng Mã HV: 1582440301005 Mã số: 60440301 Tôi xin cam đoan luận văn đƣợc tơi thực hiện, với hƣớng dẫn PGS TS Nguyễn Thị Kim Cúc TS Nguyễn Hoài Nam với đề tài “ Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám sở mở rộng trường Đại học Thủy Lợi – Phố Hiến, Hưng Yên” Các kết đƣợc nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo tài liệu đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Chữ ký Tiến Vũ Huy Quang i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thị Kim Cúc TS Nguyễn Hoài Nam - hai thầy/cơ ngƣời tận tình hƣớng dẫn, bảo, truyền đạt kiến thức cho em suốt q trình cơng tác thực luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô Trƣờng đại học Thủy Lợi - Hà Nội, cán trƣờng Đại học Thủy Lợi sở mở rộng Hƣng Yên tạo điều kiện thuận lợi cho trình nghiên cứu học viên Cuối cùng, khơng thể thiếu đƣợc, lịng biết ơn gia đình, ngƣời thân yêu động viên tinh thần tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Do thời gian nghiên cứu có hạn nên luận án khơng thể tránh khỏi sai sót, học viên mong nhận đƣợc nhận xét khách quan ý kiến đóng góp từ quý thầy cô, nhà khoa học Học viên xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .2 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nƣớc thải sinh hoạt 1.1.1 Định nghĩa .4 1.1.2 Đặc điểm nƣớc thải từ khu ký túc xá cao tầng 1.1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt cơng trình nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt 1.2 Đất ngập nƣớc 11 1.2.1 Định nghĩa 11 1.2.2 Các loại hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo cấu tạo chúng 12 1.2.3 Chức đất ngập nƣớc .15 1.2.4 Ứng dụng đất ngập nƣớc nhân tạo xử lý nƣớc thải sinh hoạt 17 1.3 Giới thiệu địa điểm nghiên cứu .18 1.3.1 Giới thiệu trƣờng Đại học Thủy Lợi – phố Hiến, Hƣng Yên 18 1.3.2 Tình hình tiêu thoát nƣớc xử lý nƣớc thải 20 CHƢƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NGUỒN NƢỚC, CHẤT LƢỢNG NƢỚC KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24 iii 2.1 Hiện trạng nguồn nƣớc sở mở rộng trƣờng Đại học Thủy Lợi Hƣng Yên 24 2.1.1 Nguồn nƣớc cấp 24 2.1.2 Nguồn nƣớc mƣa 24 2.1.3 Nguồn nƣớc kênh tiếp nhận 24 2.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc 25 2.2.1 Tổ chức quan trắc 25 2.2.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc 29 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT, TÍNH TỐN SƠ BỘ CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BÃI ĐẤT NGẬP NƢỚC NHÂN TẠO 35 3.1 Giải thích toán vấn đề nghiên cứu 35 3.1.1 Sự cần thiết nghiên cứu 35 3.1.2 Ý tƣởng nghiên cứu 36 3.2 Sơ đồ hệ thống xử lý theo bãi đất ngập nƣớc nhân tạo 37 3.2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý dự kiến 37 3.2.2 Lựa chọn vật liệu, thực vật trồng bãi đất ngập nƣớc 42 3.2.3 Tính tốn thơng số kỹ thuật sơ 48 3.2.4 Tính tốn kinh tế 55 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất nƣớc thải sinh hoạt Bảng 1.2 Một số thông số đặc trƣng nƣớc thải sinh hoạt Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu nƣớc thải 25 Bảng 2.2 Vị trí lấy mẫu nƣớc mặt 26 Bảng 2.3 Chất lƣợng nƣớc thải 28 Bảng 2.4 Chất lƣợng nƣớc mặt 28 Bảng 3.1 Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm đất ngập nƣớc 42 Bảng 3.2 Chức phận 46 Bảng 3.3 Kết phân tích mẫu nƣớc sau qua bãi lọc 47 Bảng 3.4 Thông số nƣớc thải đầu vào 48 Bảng 3.5 Tiêu chuẩn thải nƣớc khu dân cƣ 49 Bảng 3.6 Giá trị tính tốn hệ thống bãi đất ngập nƣớc nhân tạo 54 Bảng 3.7 Ƣớc tính chi phí thi cơng .56 Bảng 3.8 Ƣớc tính chi phí mua vật liệu thiết bị 56 Bảng 3.9 Dự tính chi phí nhân cơng 57 Bảng 3.10 Ƣớc tính chi phí điện 58 Bảng 3.11 Tổng kinh phí xây dựng trạm xử lý 58 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Ứng dụng cơng nghệ Hofmann Klaro khu công nghiệp Đại An – Đà Nẵng 10 Hình 1.2 Mơ hình Swim-bed xử lý nƣớc thải sinh hoạt 11 Hình 1.3 Phân loại đất ngập nƣớc 12 Hình 1.4 Sơ đồ đất ngập nƣớc nhân tạo chảy ngầm theo chiều ngang (Vymazal, 1997) 14 Hình 1.5 Sơ đồ đất ngập nƣớc nhân tạo chảy ngầm theo chiều đứng (Cooper, 1996) 14 Hình 1.6 Vị trí địa lý trƣờng Đại học Thủy Lợi sở mở rộng tỉnh Hƣng Yên 18 Hình 1.7 Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý 21 Hình 2.1 Bản đồ vị trí lấy mẫu kênh tiếp nhận nƣớc thải trạm xử lý 26 Hình 2.2 Kết đo TSS mẫu nƣớc thải 29 Hình 2.3 Kết đo BOD5 mẫu nƣớc thải 30 Hình 2.4 Kết đo TSS mẫu nƣớc mặt 32 Hình 2.5 Kết đo BOD5 mẫu nƣớc mặt 33 Hình 2.6 Kết đo COD mẫu nƣớc mặt vị trí kênh tiếp nhận nƣớc thải 33 Hình 3.1 Hiện trạng hoạt động bể hiếu khí 36 Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý 37 Hình 3.3 Đƣờng hạt rắn hệ thống ĐNN nhân tạo 38 Hình 3.4 Đƣờng BOD/COD hệ thống ĐNN nhân tạo 39 Hình 3.5 Đƣờng Nito hệ thống ĐNN nhân tạo 41 Hình 3.6 Đƣờng Photpho hệ thống ĐNN nhân tạo 41 Hình 3.7 Bố trí sử dụng vật liệu cho hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo 43 Hình 3.8 Cây sậy 44 Hình 3.9 Mối quan hệ KBOD với nhiệt độ bãi lọc dòng chảy đứng …… 54 Hình 3.10 Bãi đất ngập nƣớc nhân tạo 55 Hình 3.11 Vị trí xây dựng hệ thống xử lý sử dụng bãi đất ngập nƣớc nhân tạo 59 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD5 Biological Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa sinh học sau ngày (mg/L) COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học (mg/L) ĐNN Đất ngập nƣớc ĐVT Đơn vị tính KLN Kim loại nặng + NH4 - N Nồng độ Amoni quy nồng độ Nito (mg/L) 3PO4 - P Tổng hàm lƣợng Phốt phát nƣớc thải quy nồng độ Phốt (mg/L) QCVN Quy chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc sinh hoạt 14:2008/BTNMT RNM Rừng ngập mặn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn lơ lửng VSV Vi sinh vật vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tại Việt Nam, gia tăng dân số trở thành hệ tất yếu từ q trình thị hóa thành phố nói chung Hà Nội nói riêng Nhiều tịa nhà cao tầng đƣợc xây dựng nhiên hệ thống thoát nƣớc lại chƣa đƣợc đầu tƣ mở rộng đồng với xu phát triển nên dẫn đến tình trạng vài nơi xuất hiện tƣợng nƣớc thải ứ đọng hồ nƣớc gây ô nhiễm môi trƣờng Nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ đô thị, nông thôn Việt Nam hầu hết chƣa đƣợc xử lý cách Nƣớc thải từ khu vệ sinh đƣợc xử lý sơ bể phốt, chất lƣợng chƣa đạt yêu cầu xả môi trƣờng Điều nguyên nhân dẫn đến tình trạng nhiễm, lây lan bệnh tật Đó chƣa kể đến nƣớc thải xám (nhà bếp, tắm giặt,…) thƣờng không đƣợc xử lý qua bể phốt, góp phần nhiễm mơi trƣờng Đất ngập nƣớc đóng vai trò giống nhƣ bể lọc “tự nhiên” Trái Đất, có tác dụng giữ lại chất lắng đọng chất độc Hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo (Constructed Wetland) gần đƣợc biết đến giới nhƣ giải pháp xử lý nƣớc thải điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng Các vùng đất ngập nƣớc loại bỏ chất ô nhiễm chuyển chúng thành dạng vật chất gây ảnh hƣởng tới sức khỏe ngƣời môi trƣờng Điều thuận lợi việc sử dụng hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo để xử lý nƣớc thải trình xử lý diễn liên tục, khơng địi hỏi nhiều kinh phí đầu tƣ, khơng u cầu máy móc thiết bị đại đắt tiền, thân thiện với môi trƣờng, đồng thời giúp gia tăng giá trị đa dạng sinh học, tạo cảnh quan môi trƣờng sinh thái cho khu vực xung quanh Hơn nữa, sinh khối thực vật, bùn phân hủy, nƣớc thải sau xử lý từ hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo có giá trị mặt kinh tế Trƣờng Đại học Thủy Lợi – Hƣng Yên giai đoạn đƣa vào sử dụng, giai đoạn đầu tiếp nhận 3000 sinh viên khu ký túc xá số lƣợng sinh viên dự kiến đến giai đoạn hai (năm 2025) khoảng 7000 sinh viên nội trú [1] Hiện theo thiết kế dự án, trƣờng có xây dựng trạm xử lý nƣớc thải với công suất 1.100 m3/ngay.đêm Đề tài “Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám sở mở rộng trường Đại học Thủy lợi – Phố Hiến, Hưng Yên” đƣợc thực với mục đích xử lý nƣớc thải sinh hoạt từ khu ký túc xá khu giảng đƣờng hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo bối cảnh sở mở rộng trƣờng Đại học Thủy Lợi vận hành trạm xử lý nƣớc thải công suất thiết kế 1100 m3/ngày đêm phần lớn thời gian không hoạt động Nghiên cứu mang tính thân thiện với mơi trƣờng để xử lý nƣớc thải sinh hoạt xám trƣờng, giúp giảm ô nhiễm môi trƣờng nhƣ giảm áp lực nhà máy xử lý nƣớc thải tƣơng lai Nƣớc thải sau xử lý dùng cho khu thực nghiệm nông nghiệp tái sử dụng lại làm nƣớc tƣới Mục tiêu Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải trạm xử lý nƣớc thải kênh tiếp nhận nƣớc thải trƣờng Đại học Thủy Lợi – phố Hiến, Hƣng Yên; Đề xuất đƣợc hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo nhằm cải thiện chất lƣợng nƣớc thải sinh hoạt xám sở mở rộng trƣờng Đại học Thủy Lợi – Phố Hiến, Hƣng Yên đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc thải với chi phí thấp Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Nƣớc thải từ khu dịch vụ ký túc xá xả kênh tiếp nhận nƣớc thải nƣớc thải từ khu ký túc xá qua xử lý dẫn vào trạm xử lý nƣớc thải trƣờng Đại học Thủy Lợi sở mở rộng – phố Hiến, Hƣng Yên; Dạng hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo nhằm xử lý nƣớc thải sinh hoạt trƣờng Đại học Thủy Lợi – phố Hiến, Hƣng Yên 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đƣợc thực phạm vi: Thí nghiệm: Thực lấy mẫu trƣờng khu vực kênh tiếp nhận nƣớc thải trạm xử lý nƣớc thải trƣờng Đại học Thủy Lợi – Hƣng n; phịng thí 3.2.3 Tính tốn thơng số kỹ thuật sơ 3.2.3.1 Thông số đầu vào Những thông số thiết kế bao gồm lƣu lƣợng thiết kế, nồng độ chất ô nhiễm đầu vào nồng độ đƣợc phép xả thải Quy mô lƣu lƣợng: Qd = 240 (m3/ng.d); Chất lƣợng nƣớc đầu vào: 105 (mg/L), chất lƣợng nƣớc đầu yêu cầu đạt theo QCVN14:2008/BTNMT: 50 (mg/L) Hiệu xử lý thấp đạt 79,8% 3.2.3.2 Tính tốn Nƣớc thải xử lý bao gồm nƣớc thải xám nƣớc thải đen qua bể tự hoại nên nồng độ chất ô nhiễm giảm tƣơng đối nhƣng cao Nguyên nhân thời điểm lấy mẫu, nƣớc thải hố thu gom đƣợc bắt đầu bơm sang cơng trình để xử lý, phần lớn thời gian nƣớc thải ứ đọng trạm xử lý không hoạt động Trong trình ứ đọng nƣớc thải lâu dẫn đến phát sinh q trình yếm khí, dẫn đến nồng độ BOD COD cao Bảng 3.4 Thông số nƣớc thải đầu vào STT Thông số Đơn vị Thông số đầu vào QCVN14:2008 cột B pH - 7,4 5–9 BOD5 mg/L Amoni mg/L COD mg/L 200 50 (*) TSS mg/L 250 100 105 4,9 (*): So sánh với QCVN08-MT:2015/BTNMT Giá trị lƣu lƣợng nƣớc thải dùng cho tính tốn: Qd  3000  80  240(m3 / d )  10(m3 / h) 1000 48 50 10 Qmax  Qd  K f  10 1,  12(m3 / h) Với số lƣợng sinh viên khoảng 3000 ngƣời trung bình nƣớc thải 80 lit/ngƣời.ngày Bảng 3.5 Tiêu chuẩn thải nƣớc khu dân cƣ Tiêu chuẩn thải nƣớc q0 (m3/ng.đ) Mức độ trang thiết bị vệ sinh Trung bình Cực đại 80 – 100 90 – 120 Nhƣ trên, nhƣng có thiết bị tắm 110 – 140 120 – 180 Nhƣ trên, nhƣng có cấp nƣớc nóng cục 140 – 180 180 – 200 Có hệ thống nƣớc nhà, có dụng cụ vệ sinh nhƣng khơng có thiết bị tắm Với Qd = 240 m3/ngày hệ số điều hòa Kmax = 1,565 (Bảng 3.1 TCXDVN 512008) Vai trị: Loại bỏ chất nhiễm hữu (TSS, BOD5, COD), Nitrat,… nƣớc thải sau bể tự hoại, đảm bảo nƣớc thải sau qua hệ thống đạt QCVN 14:2008/BTNMT Tính tốn:  Diện tích bề mặt hệ thống: Ah  Qd (ln Ci  ln Ce) 240  (ln105  ln 50)   712(m2 ) K BOD 0, 25 Với: Ci, Ce tƣơng ứng với nồng độ BOD đầu vào đầu khỏi hệ thống ĐNN nhân tạo Với quỹ đất trƣờng gần với kênh tiếp nhận nƣớc thải, luận văn đề xuất chọn kích thƣớc bề mặt bãi lọc 50 x 14 (m) Do độ sâu đƣờng ống dẫn nƣớc 49 thải từ bể chứa nƣớc thải trạm xử lý sâu 2m nên chiều sâu bãi lọc đƣợc đề xuất 2,5m giúp nƣớc thải tự chảy mà không cần sử dụng bơm Hằng số KBOD số phụ thuộc vào nhiệt độ tỷ lệ suy giảm nồng độ BOD Mối quan hệ KBOD nhiệt độ đƣợc thể qua hình 3.9 Hình 3.9 Mối quan hệ KBOD với nhiệt độ bãi lọc dịng chảy đứng  Thể tích hệ thống ĐNN nhân tạo: V1  L  B  h  50 14  2,5  1750(m3 )  Thời gian lƣu nƣớc hệ thống: t Ah  h 712  0,  2,5   3(ngay) Qd 240 Với:  - độ xốp vật liệu lọc,  = 0,3 – 0,8, chọn  = 0,4  Đƣờng kính ống phân phối nƣớc:  Qd D  v  240 86400  0, 07(m) 0,  3,14 4 Chọn ống phân phối nƣớc ống nhựa u.PVC Φ75 Chọn sử dụng ống dài 50m 14 ống nhánh dài 13m, ống cách 1m Tổng chiều dài đƣờng ống là: 50 x + 14 x 13 = 282(m) 50  Ống thu nƣớc cuối hệ thống bãi lọc có đƣờng kính: 12 4  Qmax 3600  0, 078(m) D  v  0,  3,14 Với: v – vận tốc chảy ống, v = 0,7 – 1,5 m/s, chọn v = 0,7 m/s Chọn ống thu nƣớc cuối hệ thống đất ngập nƣớc ống nhựa uPVC Φ90  Lƣợng sỏi cần dùng:  Chiều dài lớp sỏi (d = – 10mm) L3 = 57 m  Thể tích sỏi (d = – 10mm), bao gồm lớp là: V2  57   0, 25   142,5(m3 )  Thể tích sỏi (d = 20 – 40mm) là: V3  57   0,5  142,5(m3 )  Thể tích cát (d = – 4mm): V4  L  B  h4  57  1,5  427,5(m3 )  Tính tốn tổn thất cột nƣớc từ bể lắng sang hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo:  Đƣờng ống dẫn nƣớc từ bể lắng sang hệ thống bố trí nhƣ vẽ sơ đồ công nghệ với ống 110mm, điểm uốn đột ngột thành góc 900  Tổn thất cột nƣớc từ bể chứa nƣớc thải sang hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo: H  hc  hd Trong đó: hc – tổn thất cục (m); 51 hd – tổn thất dọc đƣờng (m) v2 Ta có: hc   (m) 2g Với: ξ – hệ số tổn thất v – vận tốc nƣớc ống, v = 0,7 m/s g – gia tốc trọng trƣờng, g = 9,81 m/s2  Trên đƣờng ống có điểm gây tổn thất là: điểm nƣớc từ ống dẫn nƣớc khỏi bể lắng (ξ1), điểm uốn đột ngột thành góc 900 (ξ2), điểm nƣớc khỏi ống vào hệ thống (ξ3)  Ta có: ξ1 = 0,8; ξ2 = 0,5; ξ3 = [13] v2 0,72 hc  (1  42  3 )  2,8   0,07(m) 2g  9,81  Ta có: hd  Trong đó: Q2  l (m) K2 Q – lƣu lƣợng dòng chảy, Q = 240 m3/ngd = 0,0028 m3/s K – mô đun lƣu lƣợng, K = 24,94 (l/s) = 0,02494 (m3/s) (Bảng 7.3 trang 177) [14] l – chiều dài đƣờng ống, l = 2m hd  0,00282   0,025(m) 0,024942 H  hc  hd  0,07  0,025  0,095(m) Vậy tổn thất cột nƣớc từ bể lắng sang hệ thống ĐNN nhân tạo H = 0,095 (m) Hệ thống ĐNN nhân tạo dòng chảy đứng đƣợc xây dựng sau tiến hành đào sâu so với mặt đất 2,5m Hệ thống đƣợc xây dựng với độ dốc 1% phía cuối bãi để tránh tƣợng thấm 52 Các thông số kỹ thuật sơ hệ thống bãi đất ngập nƣớc nhân tạo đƣợc thể bảng 3.6 nhƣ sau: 53 Bảng 3.6 Giá trị tính tốn hệ thống bãi đất ngập nƣớc nhân tạo STT Thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài 57 m Chiều rộng m Độ sâu 2,5 m Đƣờng kính ống phân phối nƣớc 75 mm Đƣờng kính ống thu nƣớc 90 mm Thể tích sỏi (d = – 10mm) 142,5 m3 Thể tích sỏi (d = 20 – 40mm) 142,5 m3 Thể tích cát (d = – 4mm) 427,5 m3 Lớp vật liệu lọc bao gồm: Phần bề mặt có lớp sỏi với kích thƣớc – 10mm với chiều dày 25cm giúp dễ dàng bảo trì thƣờng xuyên Phần trung tâm sử dụng cát với kích thƣớc – 4mm với chiều dày 1,5m nơi chứa thân thực vật Tiếp theo có thêm lớp đá kích thƣớc – 10mm dày 25cm chứa rễ thực vật, cuối lớp đá với kích thƣớc 20 – 40mm dày 50cm nơi hƣớng dòng nƣớc thải sau qua lớp lọc phía chảy xuống Thực vật sử dụng sậy, lồi có khả sinh sống tốt điều kiện khắc nghiệt Việt Nam nói chung tỉnh Hƣng Yên nói riêng, với khả xử lý chất ô nhiễm cao sinh trƣởng tốt Với diện tích bề mặt 50 x 14 m đề xuất trồng 14 hàng ngang cách 1m Số lƣợng thực vật đƣợc trồng hàng 50 cây, cách 1m Trƣớc cho nƣớc thải vào cần nuôi dƣỡng phát triển ổn đinh trƣớc Khi hệ thống hoạt động đƣợc thời gian, cần ý giám sát khoảng cách tối thiểu 0,3m, nhỏ phải tiến hành nhổ bỏ 54 Cách bố trí vật liệu, thực vật thông số kỹ thuật bãi đất ngập nƣớc nhân tạo đƣợc thể cụ thể qua hình 3.10 Hình 3.10 Bãi đất ngập nƣớc nhân tạo 3.2.4 Tính tốn kinh tế Các chi phí cần thiết để sử dụng hệ thống bãi đất ngập nƣớc nhân tạo gồm: chi phí xây dựng chi phí vận hành 3.2.4.1 Dự tính chi phí xây dựng Chi phí xây dựng bao gồm chi phí thi cơng, chi phí mua thiết bị chi phí nhân cơng Chi phí thi cơng đƣợc thể cụ thể bảng 3.7 55 Bảng 3.7 Ƣớc tính chi phí thi cơng STT Tên cơng việc Khối lƣợng Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) Đào đất 1750 (m3) 688.150 1.204.262.500 Vận chuyển đất đào 17,5 (100m3) 712.128 12.462.250 Bê tơng lót móng M150 105 (m3) 43.085 4.524.000 Tổng cộng (A) 1.221.248.750 Giá thành thiết bị dao động lớn, tùy thuộc vào hãng sản xuất Vì thế, bảng ƣớc tính chi phí mua thiết bị sau mang tính chất tƣơng đối [15] Chi phí mua thiết bị đƣợc thể cụ thể bảng 3.8 TT Bảng 3.8 Ƣớc tính chi phí mua vật liệu thiết bị Tên thiết bị (B) Số lƣợng Đơn giá (VND) Thành tiền (VND) Đá 1x2 285 (m3) 226.000 64.410.000 Cát 1050 (m3) 100.000 105.000.000 Ống Tiền Phong Φ75 282 (m) 36.273 10.229.000 Ống Tiền Phong Φ90 1,2 (m) 44.818 53.780 Tổng cộng (B) 179.693.000 Chi phí nhân cơng sử dụng q trình thi cơng xây dựng đƣợc thể bảng 3.9 56 Bảng 3.9 Dự tính chi phí nhân cơng TT Nhân cơng (C) Hệ số lƣơng Số lƣợng Lƣơng Thành tiền (ngƣời) (VND/tháng) (VND/tháng) Công nhân 1,83 1.390.000 7.631.000 Kỹ sƣ vận hành 3,3 1.390.000 4.587.000 Tổng (C) 12.218.000 Tổng chi phí xây dựng mua thiết bị (bao gồm VAT): A  B  1.541.036.000(VND) Chi phí xây dựng đƣợc khấu hao vòng 20 năm, chi phí máy móc khấu hao vịng 10 năm Tổng chi phí khấu hao: Tkh  1.221.248.750 179.693.000   79.032.000(VND / nam)  216.500(VND / ngay) 20 10 Với 10% VAT thuế giá trị gia tăng đầu thì: Tkh  238.200(VND / ngay) Chi phí nhân công cho ngày: Tnc  12.218.000  408.000(dong / ) 30 3.2.4.2 Chi phí vận hành Chi phí vận hành hệ thống xử lý đề xuất bao gồm chi phí nhân cơng chi phí điện sử dụng Do đặc điểm nƣớc thải tự chảy từ bể chứa nƣớc thải sang bãi lọc đất ngập nƣớc nhân tạo, nƣớc thải đƣợc dẫn qua ống phân phối đến khắp bề mặt bãi lọc, đáy bãi lọc đƣợc thiết kế với độ dốc 1% đảm bảo cho nƣớc thải tự chảy, phía cuối bãi lọc thiết kế đƣờng ống thu nƣớc chảy kênh tiếp nhận Vì thế, cơng tác quản lý vận hành đƣợc giao cho kỹ sƣ vận hành trạm xử lý nƣớc thải trạng, nên bãi lọc không cần đến nhân cơng vận hành 57 Chi phí tiền điện sử dụng đƣợc thể bảng 3.10 STT Bảng 3.10 Ƣớc tính chi phí điện Số Thời gian Cơng suất Chi phí điện (D) lƣợng hoạt động (kW) (cái) (h/ngày) Điện chiếu sáng 0,4 Tổng điện tiêu thụ(kwh/ngày) 10 Tổng (D)  Chi phí điện đƣợc tính theo lƣợng điện tiêu thụ thiết bị sử dụng ngày;  Giá điện đƣợc tính theo giá bán lẻ điện bình quân 2141 (đồng/kWh) Tổng tiền điện sử dụng ngày:  2141  8.600(VND) Chi phí xử lý cho m3 nƣớc thải: Txl  238.200  8.600  1028(VND / m3 ) 240 3.2.4.3 Chi phí xử lý trạm xử lý hành Tổng kinh phí xây dựng trạm xử lý bao gồm: Chi phí vật liệu, chi phí mua thiết bị, chi phí nhân cơng trạm xử lý đƣợc thể qua bảng 3.11 Bảng 3.11 Tổng kinh phí xây dựng trạm xử lý STT Chi phí Giá (VND) Chi phí vật liệu 2.477.631.000 Chi phí nhân cơng 864.754.000 Chi phí máy móc 208.018.000 Chi phí khác 53.252.000 Chi phí xây dựng đƣợc khấu hao vịng 20 năm, chi phí máy móc khấu hao vịng 10 năm Tổng chi phí khấu hao: Tkh  2.477.631.000 208.018.000   144.683.500(VND / nam) 20 10 58 Chi phí xử lý cho 1m3 nƣớc thải trạm xử lý: Txl  144.683.500  864.754.000  53.252.000  2650(VND / m3 ) 1100 Chi phí xử lý cho 1m3 nƣớc thải hệ thống xử lý đề xuất theo phƣơng án bãi đất ngập nƣớc 1028(VND/m3), thấp gấp 2,6 lần so với chi phí phải bỏ để xử lý cho 1m3 nƣớc thải trạm xử lý hành 3.2.4.4 Vị trí xây dựng Vị trí bố trí xây dựng đề xuất cụ thể đƣợc thể hình 3.11 Hình 3.11 Vị trí xây dựng hệ thống xử lý sử dụng bãi đất ngập nƣớc nhân tạo Vị trí xây dựng đề xuất phù hợp với quỹ đất nhà trƣờng Đây khu đất trống trƣờng, giai đoạn hồn thiện cơng trình giảng dạy chƣa có nhu cầu sử dụng Hệ thống xử lý đề xuất qua tính tốn cho thấy hiệu xử lý hoàn toàn phù hợp để xử lý nƣớc thải với kết tính tốn hiệu suất xử lý theo tài liệu “Nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt thực vật thủy sinh - Ứng dụng cho xã Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì – Hà Nội” nhƣ tham khảo áp dụng Hệ thống đề xuất phƣơng án giúp giải toán chi phí với việc tốn kinh phí cho cơng tác xây dựng vận hành, công tác quản lý bảo dƣỡng hồn tồn giao lại cho đội ngũ giáo viên khoa Ngoài ra, nƣớc thải sau qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải, sử dụng cho mục đích khác nhƣ tƣới tiêu, nuôi cá,… 59 KẾT LUẬN Những kết luận văn thực đƣợc: Luận văn đánh giá tổng quan tình hình sử dụng đất ngập nƣớc xử lý nƣớc thải sinh hoạt giới Việt Nam, qua đánh giá khả áp dụng trƣờng Đại học Thủy Lợi sở mở rộng – phố Hiến, Hƣng Yên Đây phƣơng pháp xử lý với chi phí thấp, không yêu cầu trang thiết bị đại, thân thiện với môi trƣờng Luận văn tổ chức lấy mẫu nƣớc thải trạm xử lý nƣớc thải hành, qua đánh giá hiệu suất xử lý nƣớc thải trạm xử lý, mặt tồn trạm; tổ chức lấy mẫu nƣớc mặt kênh tiêu xung quanh, qua đánh giá đƣợc chất lƣợng nƣớc mặt làm sở cho nghiên cứu luận văn Luận văn đề xuất ý tƣởng áp dụng phƣơng pháp để xử lý nƣớc thải tiếp nƣớc thải đầu hệ thống xử lý với chi phí thấp, phù hợp với điều kiện mặt trƣờng Qua q trình phân tích lựa chọn đƣợc vật liệu, loại thực vật sử dụng cho bãi đất ngập nƣớc nhân tạo, tính tốn sơ thông số chủ yếu hệ thống xử lý qua việc đánh gia ƣu, nhƣợc điểm khả áp dụng thực tế Các kết nghiên cứu luận văn sở giúp cho nhà trƣờng xem xét lại hệ thống xử lý hành đề định hƣớng cho phƣơng án đầu tƣ cho vấn đề xử lý nƣớc thải thời gian tới 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đại học Thủy Lợi, "Dự án đầu tƣ xây dựng mở rộng trƣờng Đại học Thủy Lợi," Hà Nội, 2012 [2] Trần Văn Nhân - Ngơ Thị Nga, Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải.: Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 [3] Tổng hội xây dựng Việt Nam (VFCEA), "Công nghệ xử lý nƣớc thải sinh hoạt công nghệ sinh học theo modun Hofmann Klaro," , 2012 [4] Anna N., "Treatment of domestic wastewater using microbiological processes and hydroponics in Sweden," Stockholm, 2005 [5] Đặng Hà et al, "Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt công nghệ Swim-bed," Bản tin khoa học giáo dục, 2014 [6] Lê Văn Khoa, Đất ngập nước Hà Nội: Nhà xuất giáo dục, 2008 [7] United Nations Human Settlements Programme, "Constructured Wetlands Manual," 2008 [8] J.L Anderson et.al, "Free water surface wetlands for wastewater treatment in Sweden - nitrogen and phosphorus removal," 2005 [9] PGS TS Nguyễn Việt Anh, "Xử lý nƣớc thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thằng đứng điều kiện Việt Nam," 2005 [10] Nguyễn Thị Lan Hƣơng, "Nghiên cứu sử dụng xỉ than nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng làm chất hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo để xử lý nƣớc thải sinh hoạt ," Hà Nội, 2015 [11] Utah State University, "Design of a Constructed Wetland for Wastewater Treatment and Reus," 2012 [12] Trần Hƣơng Cẩm, "Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt thực vật thủy sinh - Ứng dụng cho xã Vĩnh Quỳnh – Thanh Trì – Hà Nội," 2007 [13] GS TS Vũ Văn Tảo, GS TS Nguyễn Cảnh Cầm, Thủy lực - Tập I Hà Nội: NXB Nông nghiệp, 2006 [14] GS TSKH Nguyễn Tài, Sổ tay tính tốn thủy lực Hà Nội: Nhà xuất Xây dựng, 2008 [15] UBND Tỉnh Hƣng Yên, "Giá vật liệu xây dựng địa bàn tỉnh Hƣng Yên quý IV/2016," 2016 61 PHỤ LỤC Hình ảnh học viên thực lấy mẫu Vị trí lấy mẫu số Vị trí lấy mẫu số Vị trí lấy mẫu số Vị trí lấy mẫu số Vị trí lấy mẫu hố thu gom nƣớc thải 62 ... thiết kế dự án, trƣờng có xây dựng trạm xử lý nƣớc thải với công suất 1.100 m3/ngay.đêm Đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất xây dựng hệ thống đất ngập nước nhân tạo nhằm xử lý nước thải xám sở mở rộng trường... thừa nghiên cứu lý thuyết xây dựng hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo nhằm xử lý nƣớc thải sinh hoạt CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Các vấn đề nghiên cứu luận văn bao gồm: tổng quan nƣớc thải. .. cho hệ thống xử lý nƣớc thải theo hình thức bãi lọc nƣớc nhân tạo để xử lý tiếp nƣớc thải đầu hệ thống xử lý xây dựng nhằm hỗ trợ cho hệ thống với chi phí thấp nhằm đạt đƣợc theo yêu cầu xả thải